ES2940889T3 - electrochemical filter apparatus - Google Patents

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Abstract

La invención proporciona un aparato de proceso y un método asociado que comprende al menos un elemento semipermeable hueco alargado, al menos un ánodo y al menos un cátodo. El ánodo y el cátodo están dispuestos radial y concéntricamente con respecto al elemento semipermeable. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)The invention provides a process apparatus and associated method comprising at least one elongated hollow semi-permeable element, at least one anode and at least one cathode. The anode and cathode are arranged radially and concentrically with respect to the semi-permeable element. (Automatic translation with Google Translate, without legal value)

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Aparato de filtro electroquímicoelectrochemical filter apparatus

Descripción generalGeneral description

La presente invención se refiere en general a un proceso para el tratamiento de un líquido contaminado o polucionado con organismos no deseados tal como contaminantes orgánicos o no orgánicos. La invención se refiere especialmente, pero no exclusivamente, al tratamiento de agua de mar, agua contaminada o agua polucionada.The present invention relates generally to a process for the treatment of a liquid contaminated or polluted with unwanted organisms such as organic or non-organic contaminants. The invention relates especially, but not exclusively, to the treatment of seawater, polluted water or polluted water.

AntecedentesBackground

Una amplia gama de organismos no deseados, compuestos orgánicos y no orgánicos se encuentran en aguas naturales, industriales y municipales, incluida el agua de mar. Algunos de estos contaminantes plantean graves problemas debido a su resistencia a la biodegradación y/o efectos tóxicos o pueden causar efectos indeseables cuando se utilizan en un proceso adicional o si se descargan en un nuevo entorno. Por lo tanto, la eliminación o neutralización de estos contaminantes es deseable y es más a menudo requerida por la ley antes de proceder.A wide range of unwanted organisms, organic and non-organic compounds are found in natural, industrial and municipal waters, including seawater. Some of these contaminants pose serious problems due to their resistance to biodegradation and/or toxic effects or may cause undesirable effects when used in further processing or discharged into a new environment. Therefore, removal or neutralization of these contaminants is desirable and is most often required by law before proceeding.

Actualmente se emplean numerosos procesos primarios, secundarios e incluso terciarios para el tratamiento de estas aguas contaminadas que conducen a la eliminación o neutralización de los contaminantes. Incluyen procesos físicos y químicos tal como precipitación, filtración y tratamiento con cloro, ozono, esterilización ultravioleta, por nombrar solo algunos.Currently, numerous primary, secondary and even tertiary processes are used for the treatment of these polluted waters that lead to the elimination or neutralization of contaminants. They include physical and chemical processes such as precipitation, filtration and treatment with chlorine, ozone, ultraviolet sterilization, to name just a few.

Sin embargo, las aplicaciones de estos procesos mecánicos y químicos no están exentas de desafíos. Por ejemplo, la filtración sola a un alto grado requiere altas pérdidas de presión y, por lo tanto, pérdida de energía. La mezcla, inyección y aplicación ineficientes de productos químicos de tratamiento conduce a una sobredosis de tratamiento que se suma a los costos operativos y puede crear más problemas con la eliminación de subproductos. Los procesos electroquímicos, donde se usan, son generalmente ineficientes, voluminosos, tienen un alto costo de capital y consumen altas cantidades de energía.However, the applications of these mechanical and chemical processes are not without their challenges. For example, filtration alone to a high degree requires high pressure losses and therefore energy loss. Inefficient mixing, injection and application of treatment chemicals leads to treatment overdose which adds to operating costs and can create further problems with by-product disposal. Electrochemical processes, where used, are generally inefficient, bulky, have high capital cost, and consume high amounts of energy.

El documento US3915822 divulga un sistema electroquímico con secciones de lecho que tienen gradiente variable, cuyo uso requiere que el electrolito se preacondicione químicamente o se filtre para eliminar materia extraña que puede ser perjudicial para la reacción electroquímica.US3915822 discloses an electrochemical system with bed sections having variable gradient, the use of which requires that the electrolyte be chemically preconditioned or filtered to remove foreign matter that may be detrimental to the electrochemical reaction.

La presente invención proporciona una solución alternativa a las actualmente disponibles y proporciona específicamente un aparato de proceso mejorado con una serie de ventajas técnicas.The present invention provides an alternative solution to those currently available and specifically provides an improved process apparatus with a number of technical advantages.

Breve descripción de la invenciónBrief description of the invention

Las características esenciales para llevar a cabo la invención se definen en la reivindicación independiente 1, los aspectos adicionales de la invención se definen por las características de las reivindicaciones dependientes. Visto desde el primer aspecto, se proporciona un aparato de proceso para el tratamiento de agua o líquido contaminado, el aparato de proceso que comprende al menos un elemento de filtro, el elemento de filtro que es un miembro semipermeable hueco alargado dispuesto para eliminar organismos, contaminantes orgánicos o no orgánicos de un agua o líquido contaminado por encima de una especificación de tamaño de filtración definida cuando se usa, al menos un ánodo y al menos un cátodo, donde el por lo menos un ánodo y al menos un cátodo son semipermeables de modo que el líquido pueda pasar a través de los mismos. El ánodo y el cátodo están dispuestos radial y concéntricamente con respecto al elemento de filtro, y el por lo menos un ánodo y el cátodo adyacente se activan por medio de un suministro eléctrico dispuesto en uso para generar una diferencia de potencial y una corriente eléctrica entre un ánodo y un cátodo adyacente, donde al menos un ánodo y un cátodo son alargados y cada uno está dispuesto circunferencial y radialmente alrededor del elemento de filtro de tal manera que, en uso, el líquido fluye hacia el aparato de proceso a través de uno o ambos extremos del elemento de filtro y radialmente hacia afuera a través de una pared del elemento de filtro.The essential features for carrying out the invention are defined in independent claim 1, further aspects of the invention are defined by the features of the dependent claims. Viewed from the first aspect, there is provided a process apparatus for the treatment of contaminated water or liquid, the process apparatus comprising at least one filter element, the filter element being an elongated hollow semi-permeable member arranged to remove organisms, organic or non-organic contaminants of a water or liquid contaminated above a defined filtration size specification when at least one anode and at least one cathode are used, where the at least one anode and at least one cathode are semi-permeable of so that the liquid can pass through them. The anode and the cathode are arranged radially and concentrically with respect to the filter element, and the at least one anode and the adjacent cathode are energized by means of an electrical supply arranged in use to generate a potential difference and an electrical current between them. an anode and an adjacent cathode, wherein at least one anode and one cathode are elongated and each is arranged circumferentially and radially around the filter element such that, in use, liquid flows to the process apparatus through one or both ends of the filter element and radially outward through a wall of the filter element.

Por lo tanto, de acuerdo con la presente invención, se proporciona una disposición no convencional donde al menos un par o grupo de ánodo y cátodo están ubicados alrededor de un miembro semipermeable hueco. Este miembro semipermeable hueco puede funcionar ventajosamente como un filtro convencional para separar los desechos de un líquido que fluye a través del mismo. Los ánodos y cátodos situados concéntrica y radialmente proporcionan un medio para realizar electrólisis en el agua o líquido inmediatamente adyacente al miembro semipermeable. Una disposición de este tipo puede proporcionar ventajosamente una disposición de aparato de proceso compacto que incorpora filtración convencional y una función de electrólisis integrada y compacta.Therefore, in accordance with the present invention, an unconventional arrangement is provided where at least one pair or group of anode and cathode are located around a hollow semi-permeable member. This hollow semi-permeable member can advantageously function as a conventional filter to separate debris from a liquid flowing through it. The concentrically and radially located anodes and cathodes provide a means for performing electrolysis on the water or liquid immediately adjacent to the semi-permeable member. Such an arrangement can advantageously provide a compact process apparatus arrangement incorporating conventional filtration and a compact integrated electrolysis function.

En efecto, ánodos y cátodos adyacentes se alternan entre el cátodo y un ánodo para definir una o una pluralidad de zonas de electrólisis entre ellos.In effect, adjacent anodes and cathodes alternate between the cathode and an anode to define one or a plurality of electrolysis zones between them.

La secuencia de ánodos y cátodos se puede seleccionar de acuerdo con la aplicación particular que se puede determinar con base en la capacidad deseada de flujo de agua o líquido, a manera de ejemplo. La composición anticipada del agua o líquido puede determinar adicionalmente la configuración de los ánodos y cátodos. Ventajosamente, la disposición o secuencia de ánodo/cátodo cuando se ve radialmente hacia fuera del elemento de filtro se selecciona de los siguientes: The sequence of anodes and cathodes can be selected according to the particular application that can be determined based on desired water or liquid flow capacity, as an example. The anticipated composition of the water or liquid may further determine the configuration of the anodes and cathodes. Advantageously, the anode/cathode arrangement or sequence when viewed radially outward from the filter element is selected from the following:

(i) Cátodo, Ánodo;(i) Cathode, Anode;

(ii) Ánodo, Cátodo;(ii) Anode, Cathode;

(iii) Ánodo, Cátodo, Ánodo;(iii) Anode, Cathode, Anode;

(iv) Cátodo, Ánodo, Cátodo;(iv) Cathode, Anode, Cathode;

(v) Ánodo, Cátodo, Ánodo, Cátodo;(v) Anode, Cathode, Anode, Cathode;

(vi) Cátodo, Ánodo, Cátodo, Ánodo;(vi) Cathode, Anode, Cathode, Anode;

(vii) Cátodo, Ánodo, Cátodo, Ánodo, Cátodo; o(vii) Cathode, Anode, Cathode, Anode, Cathode; either

(viii) Ánodo, Cátodo, Ánodo, Cátodo, Ánodo.(viii) Anode, Cathode, Anode, Cathode, Anode.

Alternativamente, el miembro semipermeable puede estar en forma de un agujero ciego, dirigiendo de este modo el agua o el líquido introducido en el miembro radialmente hacia afuera.Alternatively, the semi-permeable member may be in the form of a blind hole, thus directing water or liquid drawn into the member radially outward.

En una configuración alternativa, el aparato se puede adaptar, por medio de un alojamiento adecuado y orificios de entrada y salida de manera que el líquido fluya hacia el aparato radialmente hacia dentro a través de una pared del miembro alargado semipermeable y fuera del aparato a lo largo del eje alargado del miembro alargado semipermeable. En efecto, el flujo se invierte.In an alternative configuration, the apparatus can be adapted, by means of suitable housing and inlet and outlet ports, such that liquid flows radially inward into the apparatus through a wall of the elongated semi-permeable member and out of the apparatus along the length of the apparatus. along the elongated axis of the semi-permeable elongated member. In effect, the flow is reversed.

Los ánodos y cátodos se pueden ubicar circunferencial y radialmente alrededor del miembro semipermeable hueco alargado, es decir, en el exterior del miembro. Alternativamente, y opcionalmente en combinación con el flujo inverso analizado anteriormente, los ánodos y/o cátodos se pueden disponer circunferencial y radialmente dentro del miembro semipermeable hueco alargado. Esto permite construir un aparato muy compacto.The anodes and cathodes may be located circumferentially and radially around the elongated hollow semi-permeable member, ie, on the exterior of the member. Alternatively, and optionally in combination with the reverse flow discussed above, the anodes and/or cathodes may be arranged circumferentially and radially within the elongated hollow semi-permeable member. This allows a very compact apparatus to be built.

Los ánodos y cátodos se pueden formar en varias configuraciones con respecto al flujo de agua o líquido en el que se realiza la electrólisis. Por ejemplo, los ánodos/cátodos pueden estar en forma de una forma de malla o gasa de tal manera que el agua o líquido pueda pasar convenientemente a través de los mismos, optimizando al mismo tiempo el área de contacto de los ánodos y cátodos.The anodes and cathodes can be formed in various configurations with respect to the flow of water or liquid in which the electrolysis is performed. For example, the anodes/cathodes may be in the form of a mesh or gauze shape such that water or liquid can conveniently pass through, while optimizing the contact area of the anodes and cathodes.

Ventajosamente, los ánodos y cátodos deberían estar separados por una distancia seleccionada para optimizar la electrólisis para la aplicación dada. En este aparato particular se ha establecido que para la electrólisis en agua, por ejemplo, la separación de ánodos y cátodos adyacentes puede estar entre 0,1 y 10 mm.Advantageously, the anodes and cathodes should be separated by a selected distance to optimize the electrolysis for the given application. In this particular apparatus it has been established that for electrolysis in water, for example, the spacing of adjacent anodes and cathodes can be between 0.1 and 10 mm.

Los ánodos y cátodos se controlan ventajosamente por medio de un controlador eléctrico adecuado de manera que se puedan energizar eléctricamente para provocar que se produzca la electrólisis. Por lo tanto, al menos un ánodo y un cátodo adyacente se pueden activar por medio de un suministro eléctrico dispuesto en uso para generar una diferencia de potencial y una corriente eléctrica entre un ánodo y un cátodo adyacente.The anodes and cathodes are advantageously controlled by means of a suitable electrical controller so that they can be electrically energized to cause electrolysis to occur. Therefore, at least one anode and an adjacent cathode can be activated by means of a power supply arranged in use to generate a potential difference and an electric current between an anode and an adjacent cathode.

El controlador se puede adaptar para permitir el control independiente de ánodos y/o cátodos que se pueden disponer en pares o en grupos o alternativamente regiones alrededor y/o a lo largo del aparato. Por lo tanto, los pares o grupos de ánodos y cátodos adyacentes pueden definir pares o grupos de electrodos y los pares o grupos de electrodos se pueden activar eléctricamente de manera independiente y selectiva. Esto proporciona ventajosamente un aparato altamente controlable en respuesta a indicaciones tal como contenido/contaminación de agua o líquido. También facilita la operación eficiente del aparato de proceso.The controller can be adapted to allow independent control of anodes and/or cathodes which can be arranged in pairs or in groups or alternatively regions around and/or along the apparatus. Thus, pairs or groups of adjacent anodes and cathodes can define pairs or groups of electrodes and the pairs or groups of electrodes can be independently and selectively electrically activated. This advantageously provides a highly controllable apparatus in response to indications such as water or liquid content/contamination. It also facilitates efficient operation of the process apparatus.

El controlador se puede adaptar además para permitir que la polaridad de un suministro eléctrico de uno o más ánodos y/o cátodos se invierta para causar una diferencia de potencial opuesta y una corriente eléctrica entre un ánodo y un cátodo respectivos. Esto permite que los ánodos y cátodos se 'limpien' mediante la inversión de polaridad que se describe más adelante.The controller can be further adapted to allow the polarity of a power supply of one or more anodes and/or cathodes to be reversed to cause an opposite potential difference and electrical current between a respective anode and cathode. This allows the anodes and cathodes to be 'cleaned' by reversing polarity as described later.

Los ánodos y cátodos se pueden formar a partir de una gama de materiales adaptados de acuerdo con la aplicación del aparato de proceso. Ventajosamente, el ánodo, por ejemplo, puede estar formado por un sustrato conductor y un revestimiento externo. Especialmente, el ánodo puede ser un ánodo dimensionalmente estable (DSA) formado por un sustrato revestido con metales preciosos seleccionados, por ejemplo, de platino, oro, plata o una solución mixta de óxido de metal de metales preciosos que incluyen los metales mencionados anteriormente y otros tal como iridio, paladio, osmio, rutenio, platino, rodio o tantalio. Como alternativa, el ánodo puede ser un ánodo de diamante dopado con boro (BDD) formado a partir de un sustrato revestido con diamante dopado con boro.The anodes and cathodes can be formed from a range of materials tailored according to the application of the process apparatus. Advantageously, the anode, for example, can be formed by a conductive substrate and an external coating. Especially, the anode may be a dimensionally stable anode (DSA) formed by a substrate coated with selected precious metals, for example, platinum, gold, silver or a mixed metal oxide solution of precious metals including the aforementioned metals and others such as iridium, palladium, osmium, ruthenium, platinum, rhodium or tantalum. Alternatively, the anode may be a boron doped diamond (BDD) anode formed from a boron doped diamond coated substrate.

Adicionalmente, el cátodo puede estar formado por un sustrato conductor y opcionalmente un revestimiento externo. Additionally, the cathode can be formed by a conductive substrate and optionally an external coating.

El sustrato de ánodo y/o cátodo y/o material de revestimiento para un par o grupo de electrodos puede ser el mismo o puede ser diferente al sustrato de ánodo y/o cátodo y/o material de revestimiento de otro par o grupo de electrodos. Esto proporciona un aparato de proceso versátil. The anode and/or cathode substrate and/or cladding material for one pair or group of electrodes may be the same or may be different from the anode and/or cathode substrate and/or cladding material for another pair or group of electrodes. . This provides a versatile process apparatus.

El controlador se puede adaptar ventajosamente para recibir un número de entradas que se pueden usar solas o en combinación para controlar los ánodos y cátodos. Las entradas pueden ser de detectores adecuados dispuestos dentro del aparato o alternativamente, o adicionalmente, dentro de una ruta de flujo corriente arriba o corriente abajo del agua o líquido que entra o sale del aparato. Esto proporciona de ese modo un bucle de control para, por ejemplo, monitorear y controlar continuamente la electrólisis dentro del aparato para lograr las características de salida deseadas.The controller can advantageously be adapted to receive a number of inputs that can be used alone or in combination to control the anodes and cathodes. The inputs may be from suitable detectors arranged within the apparatus or alternatively, or additionally, within an upstream or downstream flow path of the water or liquid entering or leaving the apparatus. This thereby provides a control loop to, for example, continuously monitor and control the electrolysis within the apparatus to achieve desired output characteristics.

Los cátodos y ánodos se pueden controlar independiente y simultáneamente en respuesta a estas entradas detectadas. Por ejemplo, el aparato de proceso puede, como se describió anteriormente, comprender diferentes pares o grupos de ánodos y cátodos con diferentes propiedades electrolíticas para lograr diferentes reacciones químicas. El controlador puede entonces hacer una determinación en cuanto al flujo de agua o líquido a través del aparato y controlar los ánodos/cátodos de acuerdo con una salida deseada predeterminada. De manera similar, cualquier desviación de una salida deseada se puede detectar ventajosamente y el controlador puede tomar medidas correctivas al controlar el ánodo/cátodos en consecuencia.The cathodes and anodes can be controlled independently and simultaneously in response to these sensed inputs. For example, the process apparatus may, as described above, comprise different pairs or groups of anodes and cathodes with different electrolytic properties to achieve different chemical reactions. The controller can then make a determination as to the flow of water or liquid through the apparatus and control the anodes/cathodes in accordance with a predetermined desired output. Similarly, any deviation from a desired output can advantageously be detected and the controller can take corrective action by controlling the anode/cathodes accordingly.

El detector se puede adaptar para detectar una serie de propiedades. Ventajosamente, en una aplicación de agua, el detector se puede adaptar para detectar la conductividad del agua y el sistema de control puede actuar automáticamente para cambiar entre diferentes pares o grupos de electrodos cuando sea necesario, como se describió anteriormente. De manera alternativa o adicional, el detector se puede adaptar para detectar cualquier concentración química residual u otras variables antes o después del aparato de proceso y se pueden realizar ajustes automáticamente al voltaje eléctrico y la corriente aplicados, dependiendo de las condiciones locales de agua o líquido contaminados. Las concentraciones químicas residuales dependen del agua o líquido bajo tratamiento y su contenido y pueden ser aquellas de oxidantes no utilizados tal como flúor, radicales libres de hidroxilo, formas de oxígeno, ozono, peróxido de hidrógeno, hipoclorito, cloro y oxidantes residuales totales.The detector can be adapted to detect a number of properties. Advantageously, in a water application, the detector can be adapted to detect the conductivity of the water and the control system can automatically actuate to switch between different pairs or groups of electrodes when necessary, as described above. Alternatively or additionally, the detector can be adapted to detect any residual chemical concentrations or other variables before or after the process apparatus and adjustments can be made automatically to the applied electrical voltage and current, depending on local water or liquid conditions. contaminated. Residual chemical concentrations depend on the water or liquid being treated and its content and may be those of unused oxidants such as fluorine, hydroxyl free radicals, forms of oxygen, ozone, hydrogen peroxide, hypochlorite, chlorine, and total residual oxidants.

El propio aparato de proceso se puede proporcionar con un único miembro alargado semipermeable para proporcionar un aparato de proceso altamente compacto. Como alternativa, se puede proporcionar una pluralidad de miembros semipermeables huecos alargados y una pluralidad de pares o grupos de cátodos y ánodos asociados con los mismos para incrementar la capacidad del aparato. Estos se pueden disponer dentro de una unidad compacta que tiene una entrada/salida común o por separado como una batería de unidades individuales y la pluralidad de miembros semipermeables huecos alargados se pueden disponer para permitir el flujo de agua o líquido en serie o en paralelo o recirculado.The process apparatus itself can be provided with a single elongated semi-permeable member to provide a highly compact process apparatus. Alternatively, a plurality of elongated hollow semipermeable members and a plurality of pairs or groups of cathodes and anodes associated therewith may be provided to increase the capacity of the apparatus. These can be arranged within a compact unit having a common inlet/outlet or separately as a battery of individual units and the plurality of elongated hollow semi-permeable members can be arranged to allow the flow of water or liquid in series or parallel or recirculated.

Se reconocerá que los aspectos de la invención se extienden a los métodos de uso y operación del aparato de proceso descrito anteriormente que incluye, pero no se limita a, un método de procesamiento de un agua o líquido al hacer que un agua o líquido pase a través de un aparato como se describe en la presente.It will be recognized that aspects of the invention extend to methods of use and operation of the process apparatus described above including, but not limited to, a method of processing a water or liquid by passing a water or liquid to through an apparatus as described herein.

Descripción de las figurasDescription of the figures

Las realizaciones de la invención ahora se describirán, solamente a manera de ejemplo, con referencia a las figuras anexas en las cuales:Embodiments of the invention will now be described, by way of example only, with reference to the accompanying figures in which:

Las figuras 1a a 1g ilustran cómo los pares o grupos de electrodos se alinean de una manera no obvia novedosa con el miembro semipermeable hueco con las diversas configuraciones divulgadas;Figures 1a to 1g illustrate how electrode pairs or groups align in a novel non-obvious manner with the hollow semi-permeable member in the various configurations disclosed;

Las figuras 2a a 2d ilustran cómo los pares de electrodos alineados de una manera no obvia novedosa con el miembro semipermeable hueco se podrían instalar en un alojamiento común con la inclusión de un mecanismo de retrolavado automático;Figures 2a to 2d illustrate how pairs of electrodes aligned in a novel non-obvious manner with the hollow semi-permeable member could be installed in a common housing with the inclusion of an automatic backwash mechanism;

Las figuras 2e y 2f ilustran el aparato de proceso en sección transversal y la ruta de flujo de agua o líquido sin la inclusión de un mecanismo de retrolavado automático; yFigures 2e and 2f illustrate the process apparatus in cross section and the path of flow of water or liquid without the inclusion of an automatic backwash mechanism; and

La figura 3 proporciona un ejemplo de cómo el aparato de proceso se puede configurar en un proceso de tratamiento para el tratamiento de un líquido o agua contaminada.Figure 3 provides an example of how the process apparatus can be configured in a treatment process for treating a contaminated liquid or water.

En tanto que la invención es susceptible de diversas modificaciones y formas alternativas, se muestran realizaciones específicas a modo de ejemplo en los dibujos y se describen en la presente en detalle. Se debe entender, sin embargo, que los dibujos y la descripción detallada adjunta no pretenden limitar la invención a la forma particular divulgada, sino que la invención debe cubrir todas las modificaciones, equivalentes y alternativas que caen dentro del espíritu y alcance de la invención reivindicada.While the invention is susceptible to various modifications and alternate forms, specific exemplary embodiments are shown in the drawings and are described herein in detail. It is to be understood, however, that the drawings and accompanying detailed description are not intended to limit the invention to the particular form disclosed, but rather that the invention should cover all modifications, equivalents, and alternatives that fall within the spirit and scope of the claimed invention. .

Descripción detalladaDetailed description

Como se analiza en la presente, la presente invención proporciona un enfoque más eficiente y compacto que conduce a una reducción en los requisitos de energía y un tratamiento más económico de grandes volúmenes de agua o líquido contaminado. En particular, la eliminación o neutralización de los contaminantes en el agua o líquido tratado. As discussed herein, the present invention provides a more efficient and compact approach leading to a reduction in energy requirements and more economical treatment of large volumes of contaminated water or liquid. In particular, the elimination or neutralization of contaminants in the water or treated liquid.

En la presente invención, el primer subsistema integrado comprende un paso de separación física de sólido-líquido que elimina organismos relativamente más grandes, contaminantes orgánicos y no orgánicos de un líquido o agua contaminada por encima de una especificación de tamaño de filtración definida. El paso de separación física de sólidolíquido comprende al menos uno pero ventajosamente varios miembros semipermeables huecos que funcionan como elementos de filtración dispuestos en un alojamiento común que tiene una entrada/salida principal común en la que entra y sale el agua o líquido contaminado.In the present invention, the first integrated subsystem comprises a solid-liquid physical separation step that removes relatively larger organisms, organic and non-organic contaminants from a liquid or contaminated water above a defined filtration size specification. The solid-liquid physical separation step comprises at least one but advantageously several hollow semi-permeable members that function as filter elements arranged in a common housing having a common main inlet/outlet where contaminated water or liquid enters and exits.

Los elementos de filtración pueden ser planos, pero están dispuestos para ser huecos con el fin de aprovechar las consideraciones de espacio y área superficial y promover un diseño más compacto. Los elementos de filtración huecos pueden estar abiertos en un extremo y cerrados en el otro o pueden estar abiertos en ambos extremos para formar entradas de elementos de filtración que aceptan el agua o líquido contaminado. En este caso, la dirección del flujo de agua o líquido contaminado es desde el interior hacia el exterior del elemento de filtración hueco. O alternativamente, el agua o líquido contaminado puede fluir en una dirección del exterior al interior del elemento de filtración hueco y los extremos del elemento de filtración hueco pueden formar salidas del elemento de filtración.Filter elements may be flat, but are arranged to be hollow in order to take advantage of space and surface area considerations and promote a more compact design. The hollow filter elements may be open at one end and closed at the other or they may be open at both ends to form filter element inlets that accept the contaminated water or liquid. In this case, the direction of the flow of water or contaminated liquid is from the inside to the outside of the hollow filter element. Or alternatively, the contaminated water or liquid can flow in a direction from outside to inside the hollow filter element and the ends of the hollow filter element can form outlets from the filter element.

Ventajosamente, la disposición de los elementos de filtración huecos actúa para desviar el flujo de agua o líquido contaminado en una dirección generalmente perpendicular o radial hacia y a través de la superficie del elemento de filtración de cada elemento de filtración. Como el área de la superficie de elemento de filtración es preferiblemente mayor en área que el área de sección transversal total de las entradas o salidas del elemento de filtración al elemento de filtración hueco, la velocidad del agua o líquido se reduce significativamente en las proximidades de la superficie del elemento de filtración.Advantageously, the arrangement of the hollow filter elements acts to divert the flow of contaminated water or liquid in a generally perpendicular or radial direction toward and across the filter element surface of each filter element. Since the surface area of the filter element is preferably greater in area than the total cross-sectional area of the filter element inlets or outlets to the hollow filter element, the velocity of water or liquid is significantly reduced in the vicinity of the filter element. the surface of the filter element.

Los elementos de filtración huecos se pueden construir mediante, pero no se limitan a, un método de rejilla metálica sinterizada de alambre trenzado donde múltiples capas de rejilla metálica se sinterizan junto con estructuras de soporte para crear un elemento de filtración fuerte que es capaz de soportar su propio peso. O, el elemento de filtración hueco se puede construir a partir de, pero no se limita a, tecnologías avanzadas de trenzado 3D mediante las cuales múltiples capas de rejilla metálica se trenzan estrechamente entre sí para soportarse entre sí sin la necesidad de sinterización o soporte adicional.Hollow filter elements can be constructed using, but are not limited to, a wire-stranded sintered metal mesh method where multiple layers of metal mesh are sintered together with support structures to create a strong filter element that is capable of supporting its own weight. Or, the hollow filter element can be constructed from, but not limited to, advanced 3D braiding technologies whereby multiple layers of metal grid are tightly braided together to support one another without the need for additional sintering or support. .

Z Se pueden incorporar otros tipos de diseño de elementos de filtración. Estos elementos de filtración se pueden construir a partir de, pero no se limitan a, fibra natural o procesada, materiales orgánicos o sintéticos hechos por el hombre, metales ferrosos y no ferrosos, vidrio, carbono activado o natural, cerámicas, papeles y plásticos, materiales tejidos o de lámina, materiales no tejidos, materiales hilados por fusión plegados, medios porosos unidos inorgánicos, lanas minerales, fibra de vidrio, fibra de carbono, alambre y rejillas tejidas, rejilla de alambre sinterizado, placa perforada, alambre de cuña y diseños de tipo membrana o cualquier combinación de los mismos.Z Other types of filter element design can be incorporated. These filter elements can be constructed from, but are not limited to, natural or processed fiber, organic or synthetic man-made materials, ferrous and non-ferrous metals, glass, activated or natural carbon, ceramics, papers and plastics, Woven or sheet materials, non-woven materials, folded melt-spun materials, inorganic bonded porous media, mineral wool, glass fiber, carbon fiber, woven wire and grids, sintered wire grid, perforated plate, wedge wire and patterns membrane type or any combination thereof.

Para los elementos de filtración, la especificación de tamaño de filtración se determina de acuerdo con el organismo, las propiedades orgánicas o no orgánicas que se requieren filtrar. Por lo tanto, el tamaño de filtración (es decir, el tamaño de los agujeros o rutas de flujo a través de la superficie de elemento de filtración del elemento de filtración) puede ser cualquier tamaño adecuado dependiendo del nivel de filtración deseado. Por ejemplo, el tamaño de filtración de los elementos de filtración se puede seleccionar, pero no se limita a, ser <1, 1, 10, 20, 30, 40, 50, 75, 100, 250, 500 micrones o puede ser mucho mayor, tal como 1 mm, 5 mm, 10 mm y mayor, dependiendo de la aplicación seleccionada.For filter elements, the filtration size specification is determined according to the organism, organic or non-organic properties that are required to be filtered. Therefore, the filtration size (ie, the size of the holes or flow paths through the filter element surface of the filter element) can be any suitable size depending on the level of filtration desired. For example, the filtration size of the filter elements can be selected, but not limited to, be <1, 1, 10, 20, 30, 40, 50, 75, 100, 250, 500 microns or can be much larger, such as 1mm, 5mm, 10mm and larger, depending on the selected application.

A medida que el flujo de agua o líquido contaminado pasa en una dirección generalmente perpendicular a y a través de la superficie del elemento de filtración de los elementos de filtración, cualquier organismo, contaminantes orgánicos o no orgánicos de mayor tamaño que la especificación de tamaño de filtración no puede pasar a través de la superficie de elemento de filtración y quedan atrapados en la superficie de filtración del elemento de filtración y comienzan a formar lo que se conoce como una "torta" de materia filtrada. A medida que la torta de materia filtrada comienza a acumularse, la pérdida de presión sobre el elemento de filtración incrementa, lo que requiere que la torta de materia se limpie con frecuencia de la superficie del elemento de filtración del elemento de filtración si se desea mantener la eficiencia de filtración.As the flow of contaminated water or liquid passes in a direction generally perpendicular to and through the filter element surface of the filter elements, any organisms, organic or non-organic contaminants larger than the filter size specification will not it can pass through the filter element surface and become trapped on the filter element filter surface and begin to form what is known as a "cake" of filtrate. As the filter cake begins to accumulate, the pressure drop over the filter element increases, requiring frequent cleaning of the filter cake from the filter element surface of the filter element if maintenance is to be maintained. the filtration efficiency.

La torta de materia filtrada se puede retirar por lavado inverso o desmantelando el nuevo aparato de proceso y limpiando los elementos de filtración manualmente o a máquina. Alternativamente, este proceso de limpieza se puede lograr ventajosamente mediante el uso de un mecanismo de retrolavado automático incorporado e integrado en el aparato. Por lo tanto, se puede realizar un proceso de filtración de retrolavado automático que se puede configurar para una limpieza continua. Alternativamente, se puede activar solo cuando el diferencial de presión o la pérdida de presión alcanza un cierto nivel monitoreado o se activa a intervalos actuales o manualmente.The filter cake can be removed by backwashing or by dismantling the new process apparatus and cleaning the filter elements manually or by machine. Alternatively, this cleaning process can advantageously be accomplished by use of an automatic backwash mechanism built into and integrated into the apparatus. Thus, an automatic backwash filtration process can be performed that can be set for continuous cleaning. Alternatively, it can be activated only when the pressure differential or pressure loss reaches a certain monitored level or it can be activated at current intervals or manually.

Se pueden incorporar diversos mecanismos y procesos de retrolavado automático en el aparato descrito en la presente que permiten que el elemento de filtración se limpie a través de un flujo de agua inverso de alta velocidad a través de la superficie del elemento de filtración. Este flujo inverso de agua de alta velocidad separa la torta de materia de la superficie de filtración del elemento de filtración y la lleva lejos para desecharla de forma segura. Sin embargo, si el flujo de retrolavado contiene productos químicos residuales, el flujo de retrolavado se puede neutralizar adecuadamente antes de su eliminación. Este proceso de retrolavado automático se puede realizar mientras el elemento de filtración está en uso, permitiendo así que el elemento de filtración filtre continuamente el agua mientras que se limpia. La divulgación de estos procesos y mecanismos de retrolavado automático se incorpora en la presente como referencia a WO2006/008729 y WO2011/058556.Various automatic backwash mechanisms and processes can be incorporated into the apparatus described herein that allow the filter element to be cleaned via a high velocity reverse flow of water across the surface of the filter element. This high velocity reverse flow of water separates the cake of matter from the filter surface of the filter element and carries it away for safe disposal. However, if the backwash stream contains residual chemicals, the backwash stream can be adequately neutralized prior to disposal. This automatic backwash process can be performed while the filter element is in use, thus allowing the filter element to continuously filter water while it is being cleaned. The disclosure of these automatic backwash processes and mechanisms is incorporated herein by reference to WO2006/008729 and WO2011/058556.

En la invención divulgada, los elementos de filtración pueden ser planos o tener cualquier forma o perfil en sección transversal tal como ovalado, cuadrado, triangular, en estrella u otras formas, pero preferiblemente, los elementos de filtración se proporcionan con una sección transversal circular para optimizar y simplificar el diseño del mecanismo de retrolavado automático preferido y el segundo subsistema integrado.In the disclosed invention, the filter elements can be flat or have any cross-sectional shape or profile such as oval, square, triangular, star or other shapes, but preferably, the filter elements are provided with a circular cross-section to optimize and simplify the design of the preferred automatic backwash mechanism and the second integrated subsystem.

En la presente invención, el segundo subsistema integrado comprende un paso de desinfección química mediante el cual el agua o el líquido y los organismos restantes y los contaminantes orgánicos y no orgánicos se exponen a los productos altamente reactivos de un proceso de oxidación avanzado (AOP), tal como, pero no se limitan a, radicales libres de hidroxilo (OH^), ozono (O3) y peróxido de hidrógeno (H2O2).In the present invention, the second integrated subsystem comprises a chemical disinfection step whereby water or liquid and remaining organisms and organic and non-organic contaminants are exposed to the highly reactive products of an advanced oxidation process (AOP). , such as, but not limited to, hydroxyl (OH^), ozone (O 3 ) and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) free radicals.

La exposición de los organismos y contaminantes orgánicos y no orgánicos a los productos altamente reactivos del AOP neutraliza de manera efectiva y eficiente los contaminantes a través de oxidación. Además, también se pueden producir y usar especies oxidativas más persistentes pero no tan reactivas tal como cloro u oxidantes residuales totales (TRO) para tratar el agua o líquido contaminado.Exposure of organic and non-organic organisms and contaminants to the highly reactive products of AOP effectively and efficiently neutralizes contaminants through oxidation. In addition, more persistent but not as reactive oxidative species such as chlorine or total residual oxidants (TRO) can also be produced and used to treat contaminated water or liquid.

La oxidación en este sentido se define como la transferencia de uno o más electrones de un donador de electrones (reductor) a un aceptor de electrones (oxidante), que tiene una mayor afinidad por los electrones. Esta transferencia de electrones da como resultado la transformación química tanto del oxidante como del reductor, en algunos casos produciendo especies químicas con un número impar de electrones de valencia. Estas especies químicas, conocidas como radicales, tienden a ser altamente inestables y, por lo tanto, altamente reactivas porque uno de sus electrones no está emparejado. Las reacciones de oxidación que producen radicales tienden a estas seguidas de reacciones de oxidación adicionales entre los oxidantes radicales y otros reactivos (tanto orgánicos como inorgánicos) hasta que se forman productos de oxidación termodinámicamente estables.Oxidation in this sense is defined as the transfer of one or more electrons from an electron donor (reductant) to an electron acceptor (oxidant), which has a higher affinity for electrons. This transfer of electrons results in the chemical transformation of both the oxidant and the reductant, in some cases producing chemical species with an odd number of valence electrons. These chemical species, known as radicals, tend to be highly unstable and therefore highly reactive because one of their electrons is unpaired. Radical-producing oxidation reactions tend to be followed by further oxidation reactions between radical oxidants and other reactants (both organic and inorganic) until thermodynamically stable oxidation products are formed.

Uno de los oxidantes más potentes producidos por un AOP son los radicales OHv El radical O H es extremadamente reactivo y es bien conocido como un agente de desinfección. El radical O H es la especie oxidante más importante que se encuentra en la naturaleza, capaz de neutralizar una gran cantidad de productos químicos y atacar las paredes celulares porosas de organismos, bacterias y virus que los destruyen aún más. Sin embargo, como el radical O H es tan reactivo, se afirma que solo es efectivo a una distancia muy corta de donde se producen. En general, la eficacia de un AOP es proporcional a su capacidad para generar grandes cantidades de radicales O H y hay varios métodos para la generación de radicales O H disponibles en la técnica anterior, sin embargo, en la invención divulgada, el método preferido es a través del uso de un método de electrólisis.One of the most powerful oxidants produced by an AOP are the OHv radicals. The OH radical is extremely reactive and is well known as a disinfectant agent. The OH radical is the most important oxidizing species found in nature, capable of neutralizing a large number of chemicals and attacking the porous cell walls of organisms, bacteria and viruses further destroying them. However, because the OH radical is so reactive, it is claimed that it is only effective at a very short distance from where it is produced. In general, the efficacy of an AOP is proportional to its ability to generate large amounts of OH radicals and there are several methods for the generation of OH radicals available in the prior art, however, in the disclosed invention, the preferred method is via from the use of an electrolysis method.

El método de electrólisis produce varios oxidantes dependiendo del electrolito (el agua o líquido bajo tratamiento), el material de los electrodos y el sobrevoltaje o potencial estándar aplicado a los electrodos. Por ejemplo, las siguientes reacciones pueden tener lugar cuando está presente sal (NaCl) en agua.The electrolysis method produces various oxidants depending on the electrolyte (the water or liquid being treated), the material of the electrodes, and the overvoltage or standard potential applied to the electrodes. For example, the following reactions can take place when salt (NaCl) is present in water.

Figure imgf000006_0001
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En un método de electrólisis particularmente efectivo, el aparato se puede adaptar de tal manera que una celda electrolítica utilice al menos un par de electrodos distintos, el par de electrodos que comprende un ánodo y un cátodo. Cuando solo se usa un ánodo y cátodo, el par de electrodos se puede disponer de acuerdo con la invención de modo que el agua tratada encuentre primero un ánodo y luego posteriormente encuentre un cátodo. La técnica anterior ha encontrado que esto promueve y mejora las reacciones adicionales entre los productos de reacción generados en el ánodo, lo que les permite reaccionar adicionalmente con los productos de reacción generados en el cátodo.In a particularly effective electrolysis method, the apparatus may be adapted such that an electrolytic cell uses at least one distinct electrode pair, the electrode pair comprising an anode and a cathode. When only an anode and cathode are used, the electrode pair can be arranged in accordance with the invention so that the treated water first encounters an anode and then subsequently encounters a cathode. The prior art has found that this promotes and enhances further reactions between the reaction products generated at the anode, giving them it allows further reaction with the reaction products generated at the cathode.

También se ha establecido que ayuda a reducir la formación de trihalometanos (THM) y otros productos clorados tóxicos en agua que contiene cloruro, tal como agua de mar, al promover reacciones secundarias adicionales que transforman productos tóxicos en productos no tóxicos y ayudan a desinfectar aún más el agua de microorganismos.It has also been established to help reduce the formation of trihalomethanes (THMs) and other toxic chlorinated products in chloride-containing water, such as seawater, by promoting additional side reactions that transform toxic products into non-toxic products and help to disinfect even plus the water of microorganisms.

De acuerdo con una realización de la invención, la definición del par de electrodos se puede extender para incluir dos cátodos por ánodo para formar un grupo de electrodos, con el ánodo ubicado preferentemente entre los dos cátodos. En este caso, el agua se encuentra primero con un cátodo, luego con un ánodo y luego con un cátodo. Un beneficio de esta disposición es que los productos de reacción generados en el primer cátodo se mezclan inmediatamente con los productos de reacción generados en la superficie del ánodo que se orienta hacia la dirección del flujo de agua, mientras que los productos de reacción generados en la superficie del ánodo que no se orienta hacia la dirección del flujo de agua se mezclan inmediatamente con los productos de reacción generados en el segundo cátodo. De esta manera, ambas áreas de los lados frontal y posterior del ánodo se pueden utilizar de la manera más económica.According to one embodiment of the invention, the definition of the electrode pair can be extended to include two cathodes per anode to form one electrode group, with the anode preferably located between the two cathodes. In this case, the water first meets a cathode, then an anode, and then a cathode. A benefit of this arrangement is that the reaction products generated at the first cathode mix immediately with the reaction products generated at the anode surface which faces the direction of water flow, while the reaction products generated at the The anode surface that does not face the direction of the water flow immediately mix with the reaction products generated at the second cathode. In this way, both areas of the front and rear sides of the anode can be used in the most economical way.

El espacio entre los cátodos y los ánodos formará una zona de electrólisis. La distancia entre el ánodo y el cátodo del par de electrodos o el grupo de electrodos es preferiblemente pequeña y entre décimas de milímetro y unos pocos milímetros. La razón principal de esto es asegurar que los productos altamente reactivos del AOP estén en estrecha proximidad entre sí. Una razón adicional es minimizar los niveles de voltaje y corriente y, por lo tanto, la potencia requerida para el AOP. The space between the cathodes and the anodes will form an electrolysis zone. The distance between the anode and the cathode of the pair of electrodes or the group of electrodes is preferably small and between tenths of a millimeter and a few millimeters. The main reason for this is to ensure that the highly reactive products of the AOP are in close proximity to each other. An additional reason is to minimize the voltage and current levels and therefore the power required for the AOP.

La disposición anterior no se limita a una sola capa de pares de electrodos y se puede extender adicionalmente para incluir múltiples capas de pares o grupos de electrodos dispuestos de manera efectiva de modo que el agua contaminada se encuentre con los múltiples pares o grupos de electrodos en serie. Si se utiliza más de un par de electrodos o grupo de electrodos en serie, entonces la distancia mínima entre cada par de electrodos o grupo de electrodos subsiguientes es preferiblemente mayor que la distancia entre el ánodo y los cátodos del par de electrodos o grupo de electrodos precedente para asegurar que cada par de electrodos o grupo de electrodos funcione independientemente. Esta separación se puede lograr mediante un conjunto o montaje adecuado que soporta los electrodos y mantiene las posiciones correctas entre sí. Los espaciadores no conductores entre el ánodo y el cátodo se pueden utilizar para mantener las dimensiones correctas de la zona de electrólisis.The above arrangement is not limited to a single layer of electrode pairs and can be further extended to include multiple layers of electrode pairs or groups effectively arranged so that contaminated water encounters the multiple electrode pairs or groups in series. If more than one electrode pair or electrode group is used in series, then the minimum distance between each subsequent electrode pair or electrode group is preferably greater than the distance between the anode and cathodes of the electrode pair or electrode group. precedent to ensure that each pair of electrodes or group of electrodes functions independently. This separation can be achieved by a suitable assembly or assembly that supports the electrodes and maintains the correct positions relative to each other. Non-conductive spacers between the anode and cathode can be used to maintain the correct dimensions of the electrolysis zone.

La celda electrolítica también comprende un medio para aplicar un voltaje a través del ánodo y el cátodo y el medio para suministrar una corriente continua (CC) al par de electrodos o grupo de electrodos. Los medios para aplicar el voltaje y la corriente se pueden proporcionar mediante un rectificador convencional o algún otro método. Dependiendo de la conductividad de la corriente de agua contaminada, los parámetros del voltaje suministrado y la corriente continua se pueden manipular con el rectificador para obtener condiciones óptimas. La conexión eléctrica entre los electrodos y el suministro de voltaje y corriente eléctrica puede ser monopolar (conectada en paralelo) de modo que la carga de corriente y voltaje de celda de cada par de electrodos se puedan ajustar individualmente o puede ser bipolar (conectada en serie) dependiendo de la compensación preferida entre la eficiencia de corriente versus a la eficiencia de voltaje.The electrolytic cell also comprises means for applying a voltage across the anode and cathode and means for supplying a direct current (DC) to the electrode pair or electrode group. The means for applying the voltage and current may be provided by a conventional rectifier or some other method. Depending on the conductivity of the polluted water stream, the parameters of the supplied voltage and direct current can be manipulated with the rectifier to obtain optimum conditions. The electrical connection between the electrodes and the electrical current and voltage supply can be monopolar (connected in parallel) so that the charging current and cell voltage of each pair of electrodes can be individually adjusted, or it can be bipolar (connected in series). ) depending on the preferred tradeoff between current efficiency versus voltage efficiency.

La celda electrolítica puede incorporar ventajosamente un mecanismo adicional para limpiar los electrodos. En particular, para limpiar el cátodo de depósitos catódicos no deseados que se encuentran típicamente en celdas electrolíticas de esta naturaleza. Se ha establecido que esto se puede lograr mediante inversión de polaridad (PR) o mediante limpieza en el lugar (CIP). Para la inversión de polaridad, se utiliza el mismo material tanto para el ánodo como para el cátodo y la corriente eléctrica se invierte en polaridad cuando los depósitos catódicos han comenzado a afectar la eficiencia de la celda electrolítica. Cuando la corriente eléctrica se invierte en polaridad, el cátodo se convierte en un ánodo y el ánodo limpio se convierte en un cátodo, por lo tanto, cada electrodo tiene una doble función. La desventaja con PR es que el costo de la celda electrolítica incrementa a medida que tanto el ánodo como el cátodo requieren revestimientos superficiales protectores apropiados. Para el método CIP, se utilizan ánodos y cátodos separados que tienen solo una única función y los depósitos catódicos se eliminan con la introducción de, por ejemplo, un ácido que se pone en contacto con los electrodos y se deja durante un período de tiempo. Una vez que los depósitos catódicos se disuelven por el ácido, la celda electrolítica se vacía y la electrólisis normal comienza de nuevo. Para el método CIP, solo el ánodo requiere revestimientos superficiales apropiados que son típicamente costosos, por lo que se reduce el costo.The electrolytic cell may advantageously incorporate an additional mechanism for cleaning the electrodes. In particular, to clean the cathode of unwanted cathode deposits typically found in electrolytic cells of this nature. It has been established that this can be accomplished by polarity reversal (PR) or by clean-in-place (CIP). For polarity reversal, the same material is used for both the anode and cathode and the electrical current is reversed in polarity when cathodic deposits have started to affect the efficiency of the electrolytic cell. When electric current is reversed in polarity, the cathode becomes an anode and the clean anode becomes a cathode, therefore each electrode has a dual role. The disadvantage with PR is that the cost of the electrolytic cell increases as both the anode and cathode require appropriate protective surface coatings. For the CIP method, separate anodes and cathodes are used that have only a single function and cathodic deposits are removed by introducing, for example, an acid that is brought into contact with the electrodes and left for a period of time. Once the cathode deposits are dissolved by the acid, the electrolytic cell is emptied and normal electrolysis begins again. For the CIP method, only the anode requires appropriate surface coatings which are typically expensive, thus reducing cost.

Además, si se utiliza un grupo de electrodos descrito anteriormente, que consiste en un cátodo seguido de un ánodo seguido de un cátodo, el área superficial del cátodo incrementa y se reduce la densidad de corriente de cátodo (que se puede describir como amperios por m2). Esto reduce el crecimiento de los depósitos de cátodo y el requisito de limpieza, ya que para los depósitos de cátodo, la tasa de crecimiento versus a la densidad de corriente tiene una relación definida conocida.Furthermore, if an electrode array described above is used, consisting of a cathode followed by anode followed by a cathode, the surface area of the cathode increases and the cathode current density (which can be described as amps per m2) is reduced. ). This reduces the growth of cathode deposits and the cleaning requirement, since for cathode deposits, the growth rate versus current density has a known definite relationship.

Materiales tal como, pero no se limitan a titanio, tántalo, tungsteno, molibdeno o niobio, iridio, rutenio, paladio, acero inoxidable, níquel, silicio, carbono vítreo, grafito, polímeros, carburos, cerámicas conductoras y compuestos tal como Ebonex son unos pocos materiales de electrodo comunes que se utilizan. Para el ánodo, se puede fabricar un ánodo dimensionalmente estable (DSA) utilizando uno de los materiales anteriores como sustrato y revistiendo la superficie del material del sustrato con metales preciosos tal como platino, oro, plata o una solución mixta de óxido de metal de metales preciosos que incluyen los metales mencionados anteriormente y otros tal como iridio, paladio, osmio, rutenio, platino, rodio o tantalio. Sin embargo, los últimos desarrollos en el material de electrodo y la estructura de electrodo han permitido que los radicales OH se produzcan de manera mucho más eficiente mediante un AOP. En particular, un ánodo de diamante dopado con boro (BDD) ofrece ventajas significativas donde uno de los materiales anteriores se puede utilizar como sustrato y está revestido superficialmente con películas de diamante dopadas con boro. Para el cátodo, se puede usar un revestimiento similar al ánodo o el cátodo puede no estar revestido dependiendo del método de limpieza descrito anteriormente.Materials such as, but not limited to, titanium, tantalum, tungsten, molybdenum or niobium, iridium, ruthenium, palladium, stainless steel, nickel, silicon, glassy carbon, graphite, polymers, carbides, conductive ceramics, and composites such as Ebonex are some few common electrode materials used. For the anode, a dimensionally stable anode (DSA) can be fabricated by using one of the above materials as a substrate and coating the surface of the substrate material with precious metals such as platinum, gold, silver, or a mixed metal oxide solution of metals. precious including the metals mentioned above and others such as iridium, palladium, osmium, ruthenium, platinum, rhodium or tantalum. However, recent developments in electrode material and electrode structure have allowed OH radicals are produced much more efficiently by an AOP. In particular, a boron doped diamond (BDD) anode offers significant advantages where one of the above materials can be used as a substrate and is surface coated with boron doped diamond films. For the cathode, a coating similar to the anode may be used or the cathode may be uncoated depending on the cleaning method described above.

Los electrodos BDD son extremadamente estables, tienen excelentes propiedades de corrosión y poseen propiedades electroquímicas únicas que permiten una ventana de potencial electroquímico mucho más grande que otros electrodos. En comparación con un revestimiento de platino, la ventana electroquímica casi se duplica. Esta propiedad única permite la generación de radicales O H directamente en el agua sin la adición de ningún otro producto químico o acondicionamiento con alta eficiencia de corriente con el proceso que es fácilmente escalable simplemente al ajustar la energía eléctrica requerida.BDD electrodes are extremely stable, have excellent corrosion properties, and possess unique electrochemical properties that allow for a much larger electrochemical potential window than other electrodes. Compared to a platinum coating, the electrochemical window is nearly doubled. This unique property allows the generation of OH radicals directly in the water without the addition of any other chemicals or conditioning with high current efficiency with the process being easily scalable by simply adjusting the electrical power required.

En la presente invención, la estructura geométrica del sustrato para los electrodos puede ser permeable con un área superficial parcialmente abierta que permite que el agua contaminada fluya a través de los pares de electrodos o grupos de electrodos, permitiendo así el contacto de área superficial máxima para la generación de radicales OHv La estructura de los electrodos puede ser un electrodo de malla expandida, electrodo de malla tricotada o tejida, electrodo de malla sinterizada o espumada, electrodo tricotado, electrodo dispersado y tipos de electrodo reticulado.In the present invention, the geometric structure of the substrate for the electrodes may be permeable with a partially open surface area that allows contaminated water to flow through the electrode pairs or electrode groups, thus allowing maximum surface area contact for the generation of OHv radicals The electrode structure can be expanded mesh electrode, knitted or woven mesh electrode, sintered or foamed mesh electrode, knitted electrode, dispersed electrode and types of lattice electrode.

La selección cuidadosa del material y la estructura geométrica de los electrodos promueve la eficiencia del proceso electrolítico y reduce/incrementa la aparición de ciertas reacciones y subproductos no deseados, por ejemplo, una reducción en la generación de hidrógeno. O puede incrementar la aparición de ciertas reacciones, por ejemplo, un incremento en la producción de cloro u oxidantes residuales totales dependiendo del resultado final preferido. La eficiencia del proceso electrolítico y, por lo tanto, el AOP se puede incrementar en gran medida mediante el uso de estas mallas 3D, especialmente aquellas con aberturas relativamente pequeñas, tal como el electrodo de malla tricotada o tejida, ya que los contaminantes se ven obligados a estar muy cerca (y, por lo tanto, es más probable que reaccionen con) los productos de reacción rápida en el ánodo, es decir, los radicales OHv Careful selection of the material and geometric structure of the electrodes promotes the efficiency of the electrolytic process and reduces/increases the occurrence of certain undesired reactions and by-products, for example, a reduction in hydrogen generation. Or it can increase the occurrence of certain reactions, for example, an increase in chlorine production or total residual oxidants depending on the preferred end result. The efficiency of the electrolytic process and therefore the AOP can be greatly increased by using these 3D meshes, especially those with relatively small openings, such as the knitted or woven mesh electrode, as contaminants are seen. forced to be in close proximity to (and therefore more likely to react with) the fast-reacting products at the anode, i.e., OH v radicals

Los dos subsistemas analizados anteriormente se podrían colocar naturalmente en serie como tratamientos individuales separados, sin embargo, el inventor ha encontrado que cuando los subsistemas individuales se integran de una manera no obvia, proporciona todos los beneficios altamente ventajosos de un nuevo aparato de proceso. En particular, la eficiencia del proceso de tratamiento se puede incrementar permitiendo una reducción en los requisitos de energía por metro cúbico de agua tratada. Esto proporciona ventajosamente un proceso de tratamiento más respetuoso con el medio ambiente ya que la producción de CO2 asociada también disminuye a medida que se requiere menos energía.The two subsystems discussed above could naturally be placed in series as separate individual treatments, however, the inventor has found that when the individual subsystems are integrated in a non-obvious manner, it provides all the highly advantageous benefits of a new process apparatus. In particular, the efficiency of the treatment process can be increased by allowing a reduction in energy requirements per cubic meter of water treated. This advantageously provides a more environmentally friendly treatment process as the associated CO 2 production also decreases as less energy is required.

Con el fin de lograr estas ventajas, los ánodos y los cátodos se alinean de una manera no obvia. Los ánodos y los cátodos del par de electrodos o grupos de electrodos del segundo subsistema integrado están alineados tanto longitudinal como concéntricamente formando una zona de electrolizador concéntrico y también están alineados tanto longitudinal como concéntricamente a la superficie de filtración del elemento de filtración hueco del primer subsistema integrado. En el caso de superficies de filtración planas, los pares de electrodos planos o grupos de electrodos se alinean con las superficies de filtración planas.In order to achieve these advantages, the anodes and cathodes are aligned in a non-obvious manner. The anodes and cathodes of the pair of electrodes or groups of electrodes of the second integrated subsystem are aligned both longitudinally and concentrically forming a concentric electrolyser zone and are also aligned both longitudinally and concentrically to the filter surface of the hollow filter element of the first subsystem integrated. In the case of flat filter surfaces, the flat electrode pairs or electrode groups align with the flat filter surfaces.

Los pares de electrodos o grupos de electrodos en un aspecto fuera del alcance de la invención se pueden colocar dentro del elemento de filtración cuando el agua fluye desde el exterior del elemento de filtración hacia el interior o, dentro del alcance de la invención, se colocan fuera del elemento de filtración cuando el agua fluye desde el interior del elemento de filtración hacia el exterior. Esta dirección de flujo permite la facilidad de construcción y compactibilidad del mecanismo de retrolavado automático si se utiliza. La distancia entre los pares de electrodos o grupos de electrodos y la superficie del elemento de filtración es idealmente pequeña para optimizar el espacio ocupado del aparato de proceso, y es típicamente del mismo orden de magnitud que la distancia entre el cátodo y el ánodo analizado anteriormente.The pairs of electrodes or groups of electrodes in one aspect outside the scope of the invention may be placed inside the filter element when water flows from the outside of the filter element to the inside or, within the scope of the invention, they are placed out of the filter element when water flows from the inside of the filter element to the outside. This direction of flow allows for ease of construction and compactness of the automatic backwash mechanism if used. The distance between the pairs of electrodes or groups of electrodes and the surface of the filter element is ideally small to optimize the footprint of the process apparatus, and is typically of the same order of magnitude as the distance between the cathode and the anode discussed above. .

Al alinear los pares de electrodos o grupos de electrodos tanto longitudinalmente como concéntricamente con la superficie de filtración del elemento de filtración, permite que la presente invención aproveche las velocidades de agua reducidas mencionadas anteriormente y, por lo tanto, los tiempos de residencia incrementados del agua contaminada en las proximidades del elemento de filtración. Dado que para una velocidad de flujo dada, el agua contaminada entra con una velocidad fija en uno o ambos extremos del elemento de filtración y luego se extiende, ralentiza y desvía en una dirección principalmente perpendicular a y a través de la superficie de filtración de cada elemento de filtración. Como el área de la superficie de filtración del elemento de filtración es preferiblemente mayor que el área de las entradas de filtración (o salidas de filtración si el flujo de agua contaminada se invierte), la velocidad del agua se reduce significativamente. Esto permite un mayor período de tiempo para que los productos de reacción generados en los cátodos y ánodos reaccionen en las proximidades de la ubicación donde se generan antes de que se transporten fuera de la zona de electrólisis. Esto proporciona una mayor eficiencia de tratamiento de los productos de reacción.Aligning the electrode pairs or electrode groups both longitudinally and concentrically with the filter surface of the filter element allows the present invention to take advantage of the aforementioned reduced water velocities and therefore increased water residence times. contaminated in the vicinity of the filter element. Since for a given flow rate, contaminated water enters with a fixed velocity at one or both ends of the filter element and then spreads, slows, and deflects in a direction primarily perpendicular to and across the filter surface of each filter element. filtration. Since the filtering surface area of the filter element is preferably greater than the area of the filtering inlets (or filtering outlets if the flow of contaminated water is reversed), the velocity of the water is significantly reduced. This allows a longer period of time for the reaction products generated at the cathodes and anodes to react in the vicinity of the location where they are generated before they are transported out of the electrolysis zone. This provides a higher efficiency of treatment of the reaction products.

Como se mencionó, la disposición anterior no se limita a una sola capa de pares de electrodos o grupos de electrodos y se puede extender adicionalmente de manera ventajosa para incluir múltiples capas de pares o grupos de electrodos dispuestos de manera efectiva en serie para aplicar de manera efectiva dosis repetidas del paso de desinfección química en un solo aparato de proceso novedoso. Una mejora significativa adicional disponible para la invención divulgada es que dos o más pares de electrodos o grupos de electrodos diferentes se pueden incorporar por separado en serie o parcialmente superpuestos. La ventaja de esto es que cualquiera de los pares de electrodos o grupos de electrodos se puede energizar en tanto que los otros no, o todos o algunos de los pares de electrodos o grupos de electrodos se pueden energizar al mismo tiempo. Dependiendo del material y la estructura geométrica de los electrodos y el voltaje aplicado y la corriente, se pueden generar niveles variables de productos de reacción, cuyas cantidades se ajustan a la aplicación en cuestión.As mentioned, the above arrangement is not limited to a single layer of electrode pairs or electrode groups and can advantageously be further extended to include multiple layers of electrode pairs or groups effectively arranged in series to effectively apply effective repeated doses of chemical disinfection step in a single novel process apparatus. A further significant improvement available to the disclosed invention is that two or more different electrode pairs or electrode groups can be incorporated separately in series or partially superimposed. The advantage of this is that any one of the electrode pairs or electrode groups can be energized while the others cannot, or all or some of the electrode pairs or electrode groups can be energized at the same time. Depending on the material and geometric structure of the electrodes and the applied voltage and current, varying levels of reaction products can be generated, the amounts of which are tailored to the application in question.

Por ejemplo, la combinación de pares o grupos de electrodos puede consistir en un cátodo, un ánodo BDD, un cátodo, un ánodo DSA y finalmente un cátodo. En esta configuración parcialmente superpuesta, el cátodo central sirve al ánodo a cada lado del mismo. El ánodo BDD funciona particularmente bien en aguas de baja conductividad mientras que el DSA funciona particularmente bien en agua que tiene una conductividad por encima de 0,2% de cloruro de sodio. Esto permitiría, por ejemplo, la posibilidad de tratar aguas de muy baja conductividad con radicales O H producidos por los electrodos BDD o el tratamiento a partir de la producción de productos de reacción tal como cloro u oxidantes residuales totales (TRO) con los electrodos DSA menos costosos en aguas más conductoras. O, ambos tipos de productos de reacción se pueden generar simultáneamente. Al momento de escribir este artículo, el inventor no conoce una celda electrolítica que tenga dos o más tipos de electrodos diferentes dentro de una sola unidad y cree que esta es una nueva invención por sí misma.For example, the combination of pairs or groups of electrodes can consist of a cathode, a BDD anode, a cathode, a DSA anode and finally a cathode. In this partially overlapping configuration, the central cathode serves the anode on each side thereof. The BDD anode works particularly well in low conductivity water while the DSA works particularly well in water that has a conductivity above 0.2% sodium chloride. This would allow, for example, the possibility of treating very low conductivity waters with OH radicals produced by the BDD electrodes or treatment from the production of reaction products such as chlorine or total residual oxidants (TRO) with the DSA electrodes minus expensive in more conductive waters. Or, both types of reaction products can be generated simultaneously. At the time of writing this article, the inventor is not aware of an electrolytic cell that has two or more different types of electrodes within a single unit and believes that this is a new invention by itself.

Se obtiene una extensión más ventajosa de la invención si el elemento de filtración se construye del mismo material que el cátodo, ya que esto puede permitir que el propio elemento de filtración actúe como un cátodo en un par de un solo ánodo-cátodo o un grupo de electrodos de ánodo de dos cátodos y un ánodo. Esto proporcionaría el beneficio de asegurar que los contaminantes estén muy cerca (y, por lo tanto, es mucho más probable que reaccionen con) los productos de reacción generados en el cátodo si así se desea, sin embargo, se pueden requerir intervalos de limpieza incrementados si el elemento de filtración tiene un tamaño de filtración relativamente pequeño, ya que los crecimientos catódicos pueden actuar para bloquear eficazmente el elemento de filtración. Esto se puede reducir en la práctica si se aplica un proceso de retrolavado automático, ya que el proceso de retrolavado automático actúa continuamente para limpiar el elemento de filtración. En esta configuración estrechamente integrada, los subsistemas integrados se vuelven totalmente dependientes entre sí para operación, ya que el elemento de filtración se convierte en parte de la unidad de electrólisis y la unidad de electrólisis se convierte en parte del elemento de filtración. Por consiguiente, se reduce el espacio ocupado del nuevo aparato de proceso.A further advantageous extension of the invention is obtained if the filter element is constructed of the same material as the cathode, as this may allow the filter element itself to act as a cathode in a single anode-cathode pair or group. of anode electrodes of two cathodes and one anode. This would provide the benefit of ensuring that contaminants are very close to (and therefore much more likely to react with) the reaction products generated at the cathode if desired, however increased cleaning intervals may be required. if the filter element has a relatively small filter size, as cathodic growths can act to effectively block the filter element. This can be reduced in practice if an automatic backwash process is applied, since the automatic backwash process acts continuously to clean the filter element. In this tightly integrated configuration, the integrated subsystems become totally dependent on each other for operation, as the filter element becomes part of the electrolysis unit and the electrolysis unit becomes part of the filter element. Consequently, the footprint of the new process apparatus is reduced.

Se obtiene una extensión aún más ventajosa de la invención si se permite que el elemento de filtración funcione como el ánodo siempre que estén disponibles métodos de revestimiento de superficie apropiados para los tamaños de filtración bajos. Esto proporciona un efecto extremadamente ventajoso, ya que los contaminantes se ven obligados a estar muy cerca (y, por lo tanto, es mucho más probable que reaccionen con) los productos de reacción altamente reactivos en el ánodo, es decir, los radicales OH. En este caso, los crecimientos catódicos no son un problema ya que el elemento de filtración actúa como ánodo. De manera similar, en esta configuración estrechamente integrada, los subsistemas integrados se vuelven totalmente dependientes entre sí para operación, ya que el elemento de filtración se convierte en parte de la unidad de electrólisis y la unidad de electrólisis se convierte en parte del elemento de filtración. Esto también permite reducir el espacio ocupado del nuevo aparato de proceso.A still further advantageous extension of the invention is obtained if the filter element is allowed to function as the anode provided surface coating methods suitable for low filter sizes are available. This provides an extremely advantageous effect, as the contaminants are forced into close proximity to (and therefore much more likely to react with) the highly reactive reaction products at the anode, i.e. OH radicals. In this case, cathodic growths are not a problem since the filter element acts as an anode. Similarly, in this tightly integrated configuration, the integrated subsystems become totally dependent on each other for operation, as the filter element becomes part of the electrolysis unit and the electrolysis unit becomes part of the filter element. . This also allows the footprint of the new process apparatus to be reduced.

En esta configuración, se debe tener cuidado para asegurar que el ánodo no se obstruya con contaminantes, por lo que el proceso de retrolavado automático, si se usa, puede necesitar ser mucho más frecuente para mantener limpia la superficie de filtración del elemento de filtración. Además, si se aplica un AOP más eficiente, entonces la especificación de tamaño de filtración se puede incrementar, ya que quedaría una mayor cantidad de productos de reacción residuales, ya que la aplicación de los productos de reacción es altamente dirigida y enfocada. Los productos de reacción residuales restantes podrían actuar entonces para desinfectar o neutralizar contaminantes más grandes. Esto daría como resultado pérdidas de presión reducidas y ahorros de energía en el bombeo del sistema de agua o líquido contaminado. O, un sistema AOP más eficiente permitiría reducir el voltaje o la corriente aplicada, lo que resultaría en un uso reducido de la energía.In this configuration, care must be taken to ensure that the anode does not become clogged with contaminants, so the automatic backwash process, if used, may need to be much more frequent to keep the filter element filter surface clean. Also, if a more efficient AOP is applied, then the filtration size specification can be increased, as more residual reaction products would remain, as the application of the reaction products is highly directed and focused. The remaining residual reaction products could then act to disinfect or neutralize larger contaminants. This would result in reduced pressure losses and energy savings in pumping the contaminated liquid or water system. Or, a more efficient AOP system would allow the applied voltage or current to be reduced, resulting in reduced power usage.

Una modificación beneficiosa de la presente invención es que la única o múltiples capas de pares de electrodos o grupos de electrodos o incluso el propio elemento de filtración se pueden dividir en subsecciones con espaciadores aislantes no conductores entremedio, proporcionando así efectivamente una serie de pares de subelectrodos o grupos de electrodos o subelementos de filtro dispuestos en paralelo. Las dimensiones de los espaciadores aislantes no conductores se pueden ajustar manual o automáticamente para ajustar con precisión las áreas activas y la velocidad del agua o líquido en las proximidades de los pares de electrodos o grupos de electrodos y elemento de filtro dependiendo de la aplicación. Beneficios adicionales de esto son que se pueden incluir múltiples distribuidores de corriente (o barras colectoras eléctricas) a lo largo de toda la longitud de los pares de electrodos o grupos de electrodos para distribuir la corriente eléctrica de manera más uniforme sobre todos los electrodos, evitando así puntos calientes (debido a diferencias locales en la resistencia eléctrica) en los electrodos y promoviendo una generación más uniforme de los productos de reacción. A beneficial modification of the present invention is that the single or multiple layers of electrode pairs or electrode groups or even the filter element itself can be divided into subsections with non-conductive insulating spacers in between, thus effectively providing an array of subelectrode pairs. or groups of electrodes or filter sub-elements arranged in parallel. The dimensions of the non-conductive insulating spacers can be manually or automatically adjusted to precisely match the active areas and velocity of the water or liquid in the vicinity of the electrode pairs or electrode groups and filter element depending on the application. Additional benefits of this are that multiple current distributors (or electrical bus bars) can be included along the entire length of the electrode pairs or electrode groups to distribute electrical current more evenly over all electrodes, avoiding thus hot spots (due to local differences in electrical resistance) on the electrodes and promoting a more uniform generation of reaction products.

Por lo tanto, en la presente invención, se obtienen efectos altamente ventajosos que resultan de una combinación de velocidades reducidas de agua o líquido y tiempos de residencia incrementados de los productos de reacción altamente reactivos, además, ciertas configuraciones estrechamente integradas de la invención aseguran que los contaminantes están en proximidad muy cercana a la ubicación donde se generan los productos de reacción. Esta característica es de gran beneficio, ya que los radicales O H altamente reactivos son de vida muy corta y, por lo tanto, a medida que incrementa la eficiencia de tratamiento de los productos de reacción, se puede obtener una reducción comparable en el consumo de energía.Therefore, in the present invention, highly advantageous effects are obtained resulting from a combination of reduced water or liquid velocities and increased residence times of the highly reactive reaction products, furthermore, certain tightly integrated configurations of the invention ensure that the contaminants are in very close proximity to the location where the reaction products are generated. This feature is of great benefit, since highly reactive OH radicals are very short-lived and therefore, as the efficiency of treatment of reaction products increases, a comparable reduction in energy consumption can be obtained.

La presente invención también se refiere a un proceso para el tratamiento de un agua o líquido contaminado con organismos y contaminantes orgánicos y no orgánicos que cubren un amplio intervalo de velocidades de flujo de velocidades de flujo volumétrico muy alta a muy baja a través del aparato de proceso en el que se aplica el tratamiento, el agua o líquido que tiene también un amplio intervalo de propiedades de conductividad muy alta o muy baja de casi no conductora a altamente conductora.The present invention also relates to a process for the treatment of a water or liquid contaminated with organic and non-organic organisms and contaminants covering a wide range of flow rates from very high to very low volumetric flow rates through the apparatus. process in which the treatment, water or liquid is applied which also has a wide range of properties from very high or very low conductivity from almost non-conductive to highly conductive.

Como se describe, el aparato de proceso proporciona el tratamiento de agua o líquido contaminado a través del uso de un paso de separación física integrada de sólido-líquido y un paso de desinfección química con un AOP. El paso de separación sólido-líquido elimina físicamente la mayoría de los contaminantes más grandes por encima de un cierto tamaño de filtración, en tanto que el AOP produce radicales OH y otras especies oxidativas reactivas para tratar el agua contaminada con un paso de desinfección química. La exposición de los organismos y contaminantes orgánicos y no orgánicos a los productos altamente reactivos del AOP neutraliza de manera efectiva y eficiente los contaminantes a través de oxidación. Además, también se pueden producir especies oxidativas más persistentes pero no tan reactivas tal como cloro u oxidantes residuales totales.As described, the process apparatus provides for the treatment of contaminated water or liquid through the use of an integrated solid-liquid physical separation step and a chemical sanitization step with an AOP. The solid-liquid separation step physically removes most larger contaminants above a certain filter size, while AOP produces OH radicals and other reactive oxidative species to treat contaminated water with a chemical disinfection step. Exposure of organic and non-organic organisms and contaminants to the highly reactive products of AOP effectively and efficiently neutralizes contaminants through oxidation. In addition, more persistent but not as reactive oxidative species such as chlorine or residual total oxidants may also be produced.

El intervalo de velocidad de flujo de agua contaminada o velocidad de flujo de líquido por metro cuadrado de la superficie de filtración del elemento de filtración es grande y depende del tamaño de filtración seleccionado y las pérdidas de presión toleradas en el sistema.The range of contaminated water flow rate or liquid flow rate per square meter of the filtration surface of the filter element is large and depends on the selected filtration size and the pressure losses tolerated in the system.

Dependiendo de la aplicación, puede ser beneficioso incrementar la turbulencia en las proximidades de los electrodos, ya que la turbulencia incrementa la mezcla y, por lo tanto, se promueve y mejora la transferencia de masa.Depending on the application, it may be beneficial to increase turbulence in the vicinity of the electrodes, as turbulence increases mixing and therefore mass transfer is promoted and improved.

Como se describe en la presente, la única o múltiples capas de pares de electrodos o grupos de electrodos o el propio elemento de filtro se pueden dividir en subsecciones con espaciadores aislantes no conductores entremedio y las dimensiones de los espaciadores aislantes no conductores se pueden ajustar manual o automáticamente para ajustar con precisión las áreas activas (bloqueando algunas de las rutas de flujo normales) de los pares de electrodos o grupos de electrodos o elemento de filtración dependiendo de la aplicación. El ajuste de las áreas activas del electrodo permite el ajuste de la velocidad de agua o líquido y, por lo tanto, incrementa o disminuye la turbulencia para una velocidad de flujo dado. Además, la superficie de los electrodos puede estar rayada, provista de salientes, estampada o modelada para hacer rugosa e incrementar la turbulencia local cerca de los electrodos, sin embargo, los niveles de velocidad y turbulencia no deben ser tan altos como para causar pérdidas de presión o cavitación no deseadas en el aparato de proceso.As described herein, the single or multiple layers of electrode pairs or electrode groups or the filter element itself can be divided into subsections with non-conductive insulating spacers in between and the dimensions of the non-conductive insulating spacers can be manually adjusted. or automatically to fine tune the active areas (blocking some of the normal flow paths) of the electrode pairs or electrode groups or filter element depending on the application. Adjustment of the active areas of the electrode allows adjustment of the velocity of water or liquid and therefore increases or decreases turbulence for a given flow velocity. In addition, the surface of the electrodes may be scored, bumped, stamped or patterned to roughen and increase local turbulence near the electrodes, however the velocity and turbulence levels should not be so high as to cause losses of unwanted pressure or cavitation in the process apparatus.

El aparato de proceso se puede enlazar a un sistema de control tal como un PLC y se puede supervisar localmente por medio de una PC o preferiblemente se puede supervisar de forma remota, por ejemplo, en una sala de control central. Esto permite que las secuencias de operación, los mensajes de estado y las alarmas se controlen, monitoreen y registren. Se puede incorporar un dispositivo de medición química, por ejemplo, un dispositivo de medición de cloro o TRO, para monitorear continuamente cualquier concentración química residual u otras variables que sigan al aparato de proceso y se pueden realizar ajustes automáticamente al voltaje y corriente eléctricos aplicados, dependiendo de las condiciones locales de agua o líquido contaminados.The process apparatus can be linked to a control system such as a PLC and can be monitored locally by means of a PC or preferably can be remotely monitored, eg in a central control room. This allows sequences of operation, status messages, and alarms to be controlled, monitored, and logged. A chemical measuring device, for example a chlorine measuring device or TRO, can be incorporated to continuously monitor any residual chemical concentration or other variables following the process apparatus and adjustments can be made automatically to the applied electrical voltage and current, depending on local contaminated water or liquid conditions.

También se pueden medir la presión, la velocidad de flujo, la temperatura, el pH y la conductividad y otras variables del agua o líquido contaminado en varias ubicaciones y el sistema de control puede actuar automáticamente para cambiar entre ánodos DSA o BDD cuando sea necesario, como se describió anteriormente, o ajustar el voltaje y la corriente como sea necesario. U ocasionalmente, puede ser deseable ajustar la conductividad o el pH u otras propiedades del agua o líquido contaminado con aditivos o neutralizadores antes de que entre en el aparato de proceso o cuando el agua o líquido tratado se retira. Una cantidad relativamente pequeña de productos químicos residuales puede encontrar su salida con el flujo de retrolavado desde el mecanismo de retrolavado automático al medio ambiente si se incorpora, en este caso se pueden monitorizar diversas propiedades del flujo de retrolavado y también se puede incluir una unidad de neutralización o acondicionamiento para asegurar que el agua o líquido desechado se neutralice o acondicione a demanda y sea seguro para su eliminación.Pressure, flow rate, temperature, pH and conductivity and other variables of contaminated water or liquid can also be measured at various locations and the control system can act automatically to switch between DSA or BDD anodes when necessary, as described above, or adjust the voltage and current as necessary. Or occasionally, it may be desirable to adjust the conductivity or pH or other properties of the water or liquid contaminated with additives or neutralizers before it enters the process apparatus or when the treated water or liquid is withdrawn. A relatively small amount of residual chemicals can find its way out with the backwash flow from the automatic backwash mechanism to the environment if it is built in, in this case various properties of the backwash flow can be monitored and a unit of backwash can also be included. neutralization or conditioning to ensure that waste water or liquid is neutralized or conditioned on demand and is safe for disposal.

Se pueden añadir componentes adicionales al proceso de tratamiento para acondicionar, eliminar o mejorar el proceso de tratamiento, tal como la adición de un sistema de eliminación de hidrógeno (o la eliminación de otras sustancias) o la adición de una bomba de vacío al proceso de filtración de retrolavado que incrementa efectivamente el diferencial de presión utilizado en el proceso de retrolavado automático y, por lo tanto, su capacidad de limpieza. Como se mencionó anteriormente, si el flujo de retrolavado contiene productos químicos residuales no deseados, se puede incluir un componente de neutralización apropiado para neutralizar el flujo de retrolavado antes de su eliminación.Additional components may be added to the treatment process to condition, remove, or improve the treatment process, such as adding a hydrogen removal system (or removal of other substances) or adding a vacuum pump to the process. backwash filtration that effectively increases the pressure differential used in the automatic backwash process and therefore its cleaning ability. As mentioned above, if the backwash stream contains unwanted residual chemicals, an appropriate neutralization component can be included to neutralize the backwash stream prior to disposal.

En ciertos casos, puede ser deseable operar el AOP con corriente eléctrica pulsada para mejorar aún más el tratamiento del agua o líquido contaminado. La carga pulsada puede ser discreta, triangular, sinusoidal o escalonada y puede o no variar con el tiempo. In certain cases, it may be desirable to operate the AOP with pulsed electrical current to further enhance the treatment of contaminated water or liquid. The pulsed charge can be discrete, triangular, sinusoidal or step and may or may not vary with time.

Así, tanto grandes como pequeños volúmenes de agua o líquido se pueden tratar de manera eficaz y eficiente. El nuevo aparato de proceso de acuerdo con la presente invención es ventajosamente escalable de velocidades de flujo muy bajas a velocidades de flujo muy altas simplemente al ajustar el número de elementos de filtración dispuestos en paralelo y el diámetro y/o las longitudes de los elementos de filtración dentro del mismo alojamiento común que tiene una entrada/salida común. Simultáneamente, el número y las dimensiones de los pares de electrodos o grupos de electrodos también se ajustan para adaptarse. Sin embargo, en ciertos casos puede ser deseable recircular el agua o líquido contaminado una vez tratado a través del nuevo aparato de proceso varias veces con el fin de reducir el espacio ocupado del nuevo aparato de proceso o instalar unidades de aparato de proceso completamente separadas en serie o en paralelo como una batería. Thus, both large and small volumes of water or liquid can be treated effectively and efficiently. The novel process apparatus according to the present invention is advantageously scalable from very low flow rates to very high flow rates simply by adjusting the number of parallel arranged filter elements and the diameter and/or lengths of the filter elements. filtration within the same common housing that has a common input/output. Simultaneously, the number and dimensions of electrode pairs or electrode groups are also adjusted to suit. However, in certain cases it may be desirable to recirculate the treated contaminated water or liquid through the new process apparatus several times in order to reduce the footprint of the new process apparatus or to install completely separate process apparatus units in series or parallel like a battery.

La invención divulgada en la presente también se refiere al uso del nuevo aparato de proceso para el tratamiento de particularmente, pero no exclusivamente, aguas usadas en la producción de agua potable, incluido el tratamiento de agua de procesos naturales, domésticos e industriales, aguas usadas corriente arriba y agua producida de exploración de petróleo/gas. en aguas transportadas o utilizadas en naves espaciales o aguas transportadas o utilizadas por transporte comercial, público y privado o aguas transportadas o utilizadas en instalaciones en alta mar y la invención es especialmente útil cuando se aplica a aplicaciones de agua de mar, aplicaciones de aguas residuales y aplicaciones de acuicultura, todas las cuales se pueden encontrar en tierra, en transporte o en unidades flotantes o permanentes, tal como instalaciones flotantes de acuicultura (piscifactorías) o plataformas petrolíferas, y se pueden aplicar a otras instalaciones asociadas con la producción de petróleo y gas.The invention disclosed herein also relates to the use of the new process apparatus for the treatment of particularly, but not exclusively, water used in the production of drinking water, including the treatment of natural, domestic and industrial process water, waste water upstream and produced water from oil/gas exploration. in waters carried or used in spacecraft or waters carried or used by commercial, public and private transportation or waters carried or used in offshore facilities and the invention is especially useful when applied to seawater applications, wastewater applications and aquaculture applications, all of which can be found on land, in transport, or in floating or permanent units, such as floating aquaculture facilities (fish farms) or oil platforms, and can be applied to other facilities associated with oil production and gas.

El nuevo aparato de proceso también se puede aplicar efectivamente a áreas industriales tal como procesamiento de alimentos y bebidas, procesamiento de minerales y lodos, procesamiento farmacéutico, procesamiento químico y aplicaciones de generación de energía tal como procesamiento de agua de enfriamiento para centrales eléctricas o agua de enfriamiento para motores. o agua de enfriamiento para calefacción/ventilación o agua de enfriamiento para refrigeración o intercambiadores de calor y no se limita solo a líquidos a base de agua, sino que también se podría usar para tratar ácidos y álcalis con un paso de desinfección química diferente y diferentes materiales y configuraciones de electrodos si es necesario.The new process apparatus can also be effectively applied to industrial areas such as food and beverage processing, mineral and slurry processing, pharmaceutical processing, chemical processing, and power generation applications such as cooling water processing for power plants or water engine cooling. o Cooling water for heating/ventilation o Cooling water for refrigeration or heat exchangers and is not limited to water based liquids only, but could also be used to treat acids and alkalis with different chemical disinfection step and different materials and electrode configurations if necessary.

Las áreas de aplicación adicionales pueden ser el tratamiento de pesticidas, eliminación de surfactantes (por ejemplo, derrames de petróleo), ajuste de coloración, pretratamiento farmacéutico (por ejemplo, para uso final en salas blancas), y eliminación de productos químicos disruptores endocrinos, compuestos orgánicos tóxicos, desinfección de agua cruda, secuencias de limpieza de membranas, agua contra incendios, tratamiento de agua para proporcionar prevención de crecimiento en cofres marinos y cajones de admisión para intercambiadores de calor, por nombrar solo algunos. La invención también se puede usar para el tratamiento de aguas residuales o aguas marinas contaminadas con radiactividad tal como desactivación o neutralización de elementos y partículas radiactivas.Additional application areas may be pesticide treatment, surfactant removal (for example, oil spills), color adjustment, pharmaceutical pre-treatment (for example, for cleanroom end use), and endocrine-disrupting chemical removal, toxic organic compounds, raw water disinfection, membrane cleaning sequences, fire fighting water, water treatment to provide growth prevention in sea chests and intake drawers for heat exchangers, to name just a few. The invention can also be used for the treatment of wastewater or marine water contaminated with radioactivity such as deactivation or neutralization of radioactive elements and particles.

Se podrían introducir cantidades adicionales de productos químicos, aditivos o gases antes o en las proximidades de los electrodos, por ejemplo, a través de electrodos porosos o a través de los espaciadores aislantes no conductores. Las cantidades adicionales de productos químicos, aditivos o gases se podrían elegir para producir reacciones químicas preferenciales o para producir subproductos útiles. Por ejemplo, el exceso de gas oxígeno introducido de esta manera podría reaccionar con el hidrógeno producido en el cátodo para minimizar el gas hidrógeno libre, o se podría introducir carbono y otros productos químicos que reaccionan con el hidrógeno producido en el cátodo para producir hidrocarburos útiles o sus derivados para su uso como combustible. De manera similar, se podrían introducir productos químicos o aditivos o gases adicionales en las proximidades de los electrodos para reaccionar con los otros productos químicos producidos de la misma manera.Additional amounts of chemicals, additives or gases could be introduced before or in the vicinity of the electrodes, for example through porous electrodes or through non-conductive insulating spacers. Additional amounts of chemicals, additives, or gases could be chosen to produce preferential chemical reactions or to produce useful by-products. For example, excess oxygen gas introduced in this way could react with hydrogen produced at the cathode to minimize free hydrogen gas, or carbon and other chemicals could be introduced that react with hydrogen produced at the cathode to produce useful hydrocarbons. or its derivatives for use as fuel. Similarly, additional chemicals or additives or gases could be introduced in the vicinity of the electrodes to react with the other chemicals produced in the same way.

Ahora las realizaciones se describirán más detalladamente y con referencia a las figuras.Now the embodiments will be described in more detail and with reference to the figures.

Volviendo a las figuras, la figura 1a ilustra cómo se puede alinear un par de electrodos de una manera no obvia novedosa con el elemento de filtración.Returning to the figures, Figure 1a illustrates how a pair of electrodes can be aligned in a novel non-obvious way with the filter element.

El elemento de filtración se describe en la presente de manera intercambiable como un miembro hueco semipermeable. The filter element is interchangeably described herein as a semi-permeable hollow member.

En esta figura, el elemento de filtración 1 está dispuesto de manera que el flujo de agua o líquido contaminado es desde el interior del elemento de filtración hacia el exterior del elemento de filtración. Sin embargo, como se describe en la presente, la disposición inversa también podría ser cierta. El par de electrodos en este caso está dispuesto de modo que una vez que pasa a través del elemento de filtración 1, el flujo de agua o líquido contaminado se encuentra primero con el ánodo positivo 2 y luego con el cátodo negativo 3. Se resalta la zona de electrólisis 4 entre el ánodo positivo 2 y el cátodo negativo 3. Las conexiones eléctricas no se muestran y las dimensiones del dibujo se exageran para mayor claridad.In this figure, the filter element 1 is arranged so that the flow of contaminated water or liquid is from the inside of the filter element to the outside of the filter element. However, as described herein, the reverse arrangement could also be true. The pair of electrodes in this case is arranged so that once it passes through the filter element 1, the flow of water or contaminated liquid first meets the positive anode 2 and then the negative cathode 3. The electrolysis zone 4 between positive anode 2 and negative cathode 3. Electrical connections are not shown and drawing dimensions are exaggerated for clarity.

La figura 1b ilustra cómo se puede alinear un grupo de electrodos de una manera no obvia novedosa con el elemento de filtración de una manera poco integrada. En esta figura, el elemento de filtración 1 está dispuesto de manera que el flujo de agua o líquido contaminado es desde el interior del elemento de filtración hacia el exterior del elemento de filtración. Sin embargo, la disposición inversa también podría ser cierta. El grupo de electrodos en este caso está dispuesto de manera que una vez que pasa a través del elemento de filtración 1, el flujo de agua o líquido contaminado encuentra primero un cátodo negativo 3, luego un ánodo positivo 2 y luego un cátodo negativo 3. Se resaltan las múltiples zonas de electrólisis 4 entre el ánodo positivo 2 y los cátodos negativos 3. Las conexiones eléctricas no se muestran y las dimensiones del dibujo se exageran para mayor claridad.Figure 1b illustrates how an electrode group can be aligned in a novel non-obvious way with the filter element in a loosely integrated manner. In this figure, the filter element 1 is arranged so that the flow of contaminated water or liquid is from the inside of the filter element to the outside of the filter element. However, the reverse arrangement could also be true. The electrode group in this case is arranged so that once it passes through the filter element 1, the flow of water or contaminated liquid first encounters a negative cathode 3, then a positive anode 2, and then a negative cathode 3. The multiple zones of electrolysis 4 between positive anode 2 and negative cathodes 3. Electrical connections are not shown and dimensions in the drawing are exaggerated for clarity.

La figura 1 c ilustra cómo múltiples pares de electrodos (o grupos de electrodos) se pueden alinear en serie de una manera no obvia novedosa con el elemento de filtración. En esta figura, el elemento de filtración 1 está dispuesto de manera que el flujo de agua o líquido contaminado es desde el interior del elemento de filtración hacia el exterior del elemento de filtración. Sin embargo, la disposición inversa también podría ser cierta. Los múltiples pares de electrodos (o grupos) en este caso están dispuestos por separado de modo que una vez que pasan a través del elemento de filtración 1, el flujo de agua o líquido contaminado se encuentra primero con un ánodo positivo 2 y luego con el cátodo negativo 3 del primer par de electrodos. Luego se aplica un tratamiento adicional mediante el segundo par (o grupo) de electrodos con el agua o líquido que se encuentra con el ánodo positivo 2 del segundo par de electrodos y luego con el cátodo negativo 3 del segundo par (o grupo) de electrodos. De manera similar, se pueden disponer múltiples pares (o grupos) de electrodos. Se resaltan las múltiples zonas de electrólisis 4 entre los pares de electrodos (o grupos). Las conexiones eléctricas no se muestran y las dimensiones del dibujo se exageran para mayor claridad.Figure 1c illustrates how multiple electrode pairs (or electrode groups) can be aligned in series in a novel non-obvious manner with the filter element. In this figure, the filter element 1 is arranged so that the flow of contaminated water or liquid is from the inside of the filter element to the outside of the filter element. However, the reverse arrangement could also be true. The multiple pairs of electrodes (or groups) in this case are arranged separately so that once they pass through the filter element 1, the flow of water or contaminated liquid first meets a positive anode 2 and then the positive anode 2. negative cathode 3 of the first pair of electrodes. Then an additional treatment is applied through the second pair (or group) of electrodes with the water or liquid that meets the positive anode 2 of the second pair of electrodes and then with the negative cathode 3 of the second pair (or group) of electrodes. . Similarly, multiple pairs (or groups) of electrodes can be arranged. The multiple electrolysis zones 4 between the electrode pairs (or groups) are highlighted. Electrical connections are not shown and drawing dimensions are exaggerated for clarity.

La figura 1d ilustra cómo múltiples grupos de electrodos (o pares) se pueden alinear en serie de una manera no obvia novedosa con el elemento de filtración de una manera poco integrada. En esta figura, el elemento de filtración 1 está dispuesto de manera que el flujo de agua o líquido contaminado es desde el interior del elemento de filtración hacia el exterior del elemento de filtración. Sin embargo, la disposición inversa también podría ser cierta. Los múltiples grupos de electrodos (o pares) en este caso están dispuestos parcialmente superpuestos y los ánodos positivos están hechos de dos o más materiales diferentes, por ejemplo, un ánodo BDD 2a y un ánodo DSA 2b. Los cátodos negativos 3 están hechos de un material común y comparten el cátodo negativo central. Los múltiples grupos de electrodos (o pares) están dispuestos de modo que una vez que pasan a través del elemento de filtración 1, el flujo de agua o líquido contaminado se encuentra primero con un cátodo negativo 3 y luego con un ánodo positivo 2a y luego con el cátodo negativo 3 del cátodo negativo compartido. Luego se aplica un tratamiento adicional a medida que el agua o líquido contaminado se encuentra con el ánodo positivo 2b del segundo conjunto de electrodos y luego con el cátodo negativo 3 del segundo conjunto de electrodos. De manera similar, se pueden disponer múltiples grupos (o pares) de electrodos. Se resaltan las múltiples zonas de electrólisis 4a y 4b entre los grupos (o pares) de electrodos. Las conexiones eléctricas no se muestran y las dimensiones del dibujo se exageran para mayor claridad.Figure 1d illustrates how multiple electrode groups (or pairs) can be serially aligned in a novel non-obvious manner with the filter element in a loosely integrated manner. In this figure, the filter element 1 is arranged so that the flow of contaminated water or liquid is from the inside of the filter element to the outside of the filter element. However, the reverse arrangement could also be true. The multiple groups of electrodes (or pairs) in this case are arranged partially superimposed and the positive anodes are made of two or more different materials, for example a BDD 2a anode and a DSA 2b anode. The 3 negative cathodes are made of a common material and share the central negative cathode. The multiple groups of electrodes (or pairs) are arranged so that once they pass through the filter element 1, the flow of water or contaminated liquid first encounters a negative cathode 3 and then a positive anode 2a and then with the negative cathode 3 of the shared negative cathode. Further treatment is then applied as the contaminated water or liquid encounters the positive anode 2b of the second set of electrodes and then the negative cathode 3 of the second set of electrodes. Similarly, multiple groups (or pairs) of electrodes can be arranged. The multiple electrolysis zones 4a and 4b between the groups (or pairs) of electrodes are highlighted. Electrical connections are not shown and drawing dimensions are exaggerated for clarity.

Como se analizó anteriormente, la ventaja de la disposición de la figura 1d (o 1c) es que cualquiera de los grupos (o pares) de electrodos se puede energizar en tanto que los otros no, o ambos grupos de electrodos (o pares) se pueden energizar al mismo tiempo. Dependiendo del material y la estructura geométrica de los electrodos y el voltaje aplicado y la corriente, se pueden generar niveles variables de productos de reacción, cuyas cantidades se ajustan a la aplicación en cuestión. Esto permitiría, por ejemplo, la posibilidad de tratar aguas o líquido de muy baja conductividad con radicales O H producidos por los electrodos BDD o el tratamiento a partir de la producción de productos de reacción tal como cloro u oxidantes residuales totales (TRO) con los electrodos DSA menos costosos en aguas o líquido más conductor. O, ambos tipos de productos de reacción se pueden generar simultáneamente.As discussed above, the advantage of the arrangement of Figure 1d (or 1c) is that either one of the groups (or pairs) of electrodes can be energized while the others cannot, or both groups of electrodes (or pairs) can be energized. can energize at the same time. Depending on the material and geometric structure of the electrodes and the applied voltage and current, varying levels of reaction products can be generated, the amounts of which are tailored to the application in question. This would allow, for example, the possibility of treating water or very low conductivity liquid with OH radicals produced by the BDD electrodes or treatment from the production of reaction products such as chlorine or total residual oxidants (TRO) with the electrodes. Less expensive DSA in water or more conductive liquid. Or, both types of reaction products can be generated simultaneously.

La figura 1e ilustra cómo se puede alinear un grupo de electrodos de una manera no obvia novedosa con el elemento de filtración de una manera estrechamente integrada. En esta figura, el elemento de filtración 1 está dispuesto de manera que el flujo de agua o líquido contaminado es desde el interior del elemento de filtración hacia el exterior del elemento de filtración. Sin embargo, la disposición inversa también podría ser cierta. El grupo de electrodos en este caso está dispuesto de modo que el propio elemento de filtración actúa como un cátodo negativo y una vez que pasa a través del cátodo del elemento de filtración negativo 1, el flujo de agua o líquido contaminado se encuentra con un ánodo positivo 2 y luego un cátodo negativo 3. Se resaltan las múltiples zonas de electrólisis 4 entre el cátodo del elemento de filtración negativo 1 y el ánodo positivo 2 y el cátodo negativo 3. Las conexiones eléctricas no se muestran y las dimensiones del dibujo se exageran para mayor claridad.Figure 1e illustrates how an electrode group can be aligned in a novel non-obvious way with the filter element in a tightly integrated manner. In this figure, the filter element 1 is arranged so that the flow of contaminated water or liquid is from the inside of the filter element to the outside of the filter element. However, the reverse arrangement could also be true. The electrode group in this case is arranged so that the filter element itself acts as a negative cathode and once it passes through the cathode of the negative filter element 1, the flow of water or contaminated liquid meets an anode. positive 2 and then a negative cathode 3. The multiple zones of electrolysis 4 are highlighted between the negative filter element cathode 1 and the positive anode 2 and negative cathode 3. Electrical connections are not shown and the dimensions of the drawing are exaggerated for more clarity.

La figura 1f ilustra cómo se puede alinear un par de electrodos de una manera, fuera del alcance de la invención, con el elemento de filtración de una manera estrechamente integrada. En esta figura, el elemento de filtración 1 está dispuesto de manera que el flujo de agua o líquido contaminado es desde el interior del elemento de filtración hacia el exterior del elemento de filtración. Sin embargo, la disposición inversa también podría ser cierta. El par de electrodos en este caso está dispuesto de manera que el propio elemento de filtración actúa como un ánodo positivo y una vez que pasa a través del ánodo del elemento de filtración positivo 1, el flujo de agua o líquido contaminado entonces se encuentra con un cátodo negativo 3. Se resaltan las zonas de electrólisis 4 entre el ánodo del elemento de filtración positivo 1 y el cátodo negativo 3. Las conexiones eléctricas no se muestran y las dimensiones del dibujo se exageran para mayor claridad. Figure 1f illustrates how a pair of electrodes can be aligned in a manner, outside the scope of the invention, with the filter element in a closely integrated manner. In this figure, the filter element 1 is arranged so that the flow of contaminated water or liquid is from the inside of the filter element to the outside of the filter element. However, the reverse arrangement could also be true. The pair of electrodes in this case is arranged in such a way that the filter element itself acts as a positive anode and once it passes through the anode of the positive filter element 1, the flow of contaminated water or liquid then encounters a positive anode. negative cathode 3. Electrolysis zones 4 between positive filter element anode 1 and negative cathode 3 are highlighted. Electrical connections are not shown and drawing dimensions are exaggerated for clarity.

Como se analizó anteriormente, la disposición mostrada en la figura 1e proporcionaría el beneficio de asegurar que los contaminantes estén muy cerca (y, por lo tanto, es mucho más probable que reaccionen con) los productos de reacción generados en el cátodo si así se desea. O la disposición que se muestra en la figura 1f proporciona un efecto extremadamente ventajoso, ya que los contaminantes se ven obligados a estar muy cerca (y, por lo tanto, es mucho más probable que reaccionen con) los productos de reacción altamente reactivos en el ánodo, es decir, los radicales OHv As discussed above, the arrangement shown in Figure 1e would provide the benefit of ensuring that contaminants are very close to (and therefore much more likely to react with) the reaction products generated at the cathode if desired. . Or the arrangement shown in Figure 1f provides an extremely advantageous effect, as the contaminants are forced into close proximity to (and therefore much more likely to react with) the highly reactive reaction products in the anode, i.e. the OHv radicals

En esta configuración estrechamente integrada, los subsistemas integrados se vuelven totalmente dependientes entre sí para operación, ya que el elemento de filtración se convierte en parte de la unidad de electrólisis y la unidad de electrólisis se convierte en parte del elemento de filtración. Por consiguiente, se reduce el espacio ocupado del nuevo aparato de proceso. Además, si se aplica un AOP más eficiente, entonces la especificación de tamaño de filtración se puede incrementar, ya que quedaría una mayor cantidad de productos de reacción residuales, ya que la aplicación de los productos de reacción es altamente dirigida y enfocada. Los productos de reacción residuales restantes podrían actuar entonces para desinfectar o neutralizar contaminantes más grandes. Esto daría como resultado pérdidas de presión reducidas y ahorros de energía en el bombeo del sistema de agua o líquido contaminado. O, un sistema AOP más eficiente permitiría reducir el voltaje o la corriente aplicada, lo que resultaría en un uso reducido de la energía.In this tightly integrated configuration, the integrated subsystems become fully dependent on each other for operation, as the filter element becomes part of the electrolysis unit and the electrolysis unit it becomes part of the filter element. Consequently, the footprint of the new process apparatus is reduced. Also, if a more efficient AOP is applied, then the filtration size specification can be increased, as more residual reaction products would remain, as the application of the reaction products is highly directed and focused. The remaining residual reaction products could then act to disinfect or neutralize larger contaminants. This would result in reduced pressure losses and energy savings in pumping the contaminated liquid or water system. Or, a more efficient AOP system would allow the applied voltage or current to be reduced, resulting in reduced power usage.

La figura 1g ilustra cómo se puede alinear un par de electrodos o un grupo de electrodos de una manera no obvia novedosa con el elemento de filtración para proporcionar una modificación beneficiosa a la presente invención. En esta figura, el elemento de filtración 1 está dispuesto de manera que el flujo de agua o líquido contaminado es desde el interior del elemento de filtración hacia el exterior del elemento de filtración. Sin embargo, la disposición inversa también podría ser cierta. El grupo de electrodos en este caso está dispuesto de manera que una vez que pasa a través del elemento de filtración 1, el flujo de agua o líquido contaminado encuentra primero un cátodo negativo 3, luego un ánodo positivo 2 y luego un cátodo negativo 3. Se resaltan las múltiples zonas de electrólisis 4 entre el ánodo positivo 2 y los cátodos negativos 3. Las conexiones eléctricas no se muestran y las dimensiones del dibujo se exageran para mayor claridad. Figure 1g illustrates how an electrode pair or electrode group can be aligned in a novel non-obvious manner with the filter element to provide a beneficial modification to the present invention. In this figure, the filter element 1 is arranged so that the flow of contaminated water or liquid is from the inside of the filter element to the outside of the filter element. However, the reverse arrangement could also be true. The electrode group in this case is arranged so that once it passes through the filter element 1, the flow of water or contaminated liquid first encounters a negative cathode 3, then a positive anode 2, and then a negative cathode 3. Multiple electrolysis zones 4 between positive anode 2 and negative cathodes 3 are highlighted. Electrical connections are not shown and drawing dimensions are exaggerated for clarity.

Sin embargo, en la figura 1g, la única o múltiples capas de pares de electrodos o grupos de electrodos se dividen en subsecciones con espaciadores aislantes no conductores 5 entremedio, proporcionando así efectivamente una serie de pares de subelectrodos o grupos de electrodos dispuestos en paralelo. También es posible que el propio elemento de filtración 1 también se pueda dividir en subsecciones de la misma manera, sin embargo, esto no se muestra. Las dimensiones de los espaciadores aislantes no conductores 5 se pueden ajustar manual o automáticamente para ajustar con precisión las áreas de electrodo activo (y filtración) y la velocidad de agua o líquido en las proximidades de los pares de electrodos o grupos de electrodos dependiendo de la aplicación. Beneficios adicionales de esto son que se pueden incluir múltiples distribuidores de corriente (o barras colectoras eléctricas) 6 a lo largo de toda la longitud de los pares de electrodos o grupos de electrodos para distribuir la corriente eléctrica de manera más uniforme sobre toda la longitud de los electrodos, evitando así puntos calientes (debido a diferencias locales en la resistencia eléctrica) en los electrodos y promoviendo una generación más uniforme de los productos de reacción.However, in Figure 1g, the single or multiple layers of electrode pairs or electrode groups are divided into subsections with non-conductive insulating spacers in between, thus effectively providing a series of sub-electrode pairs or electrode groups arranged in parallel. It is also possible that the filter element 1 itself can also be divided into subsections in the same way, however this is not shown. The dimensions of the non-conductive insulating spacers 5 can be manually or automatically adjusted to fine tune the active electrode (and seepage) areas and the velocity of water or liquid in the vicinity of the electrode pairs or electrode groups depending on the application. Additional benefits of this are that multiple current distributors (or electrical bus bars) 6 can be included along the entire length of the electrode pairs or electrode groups to distribute electrical current more evenly over the entire length of the electrode pairs or electrode groups. the electrodes, thus avoiding hot spots (due to local differences in electrical resistance) in the electrodes and promoting a more uniform generation of reaction products.

Aunque en la figura 1g, los electrodos individuales se muestran curvados, los electrodos (e incluso el propio elemento de filtración si también se divide en subsecciones) se pueden fabricar como partes planas para facilitar la fabricación y reducir el costo de los electrodos. Visto desde el mismo aspecto, parecería que los electrodos (e incluso el propio elemento de filtración) se forman en un tipo de forma poligonal (o círculo aproximado) que tiene varios lados planos discretos.Although in Figure 1g, the individual electrodes are shown curved, the electrodes (and even the filter element itself if it is also divided into subsections) can be manufactured as flat parts to facilitate manufacturing and reduce the cost of the electrodes. Viewed from the same aspect, it would appear that the electrodes (and even the filter element itself) are formed into a type of polygonal (or approximate circle) shape having a number of discrete flat sides.

Dependiendo de la aplicación, puede ser beneficioso incrementar la turbulencia en las proximidades de los electrodos, ya que la turbulencia incrementa la mezcla y, por lo tanto, se promueve y mejora la transferencia de masa. El ajuste manual o automático de las dimensiones de los espaciadores aislantes no conductores 5 entonces puede ajustar las áreas activas del electrodo (e incluso el propio elemento de filtración si eso también se divide en subsecciones) permitiendo el ajuste de la velocidad de agua o líquido y, por lo tanto, incrementa o disminuye la turbulencia para una velocidad de flujo dado. Además, la superficie de los electrodos puede estar rayada o estampada o modelada para hacer rugosa e incrementar la turbulencia local cerca de los pares de electrodos o grupos de electrodos.Depending on the application, it may be beneficial to increase turbulence in the vicinity of the electrodes, as turbulence increases mixing and therefore mass transfer is promoted and improved. Manual or automatic adjustment of the dimensions of the non-conductive insulating spacers 5 can then adjust the active areas of the electrode (and even the filter element itself if that is also divided into subsections) allowing adjustment of the velocity of water or liquid and , therefore, increases or decreases turbulence for a given flow velocity. In addition, the surface of the electrodes may be scored or embossed or patterned to roughen and increase local turbulence near the electrode pairs or electrode groups.

Las figuras 2a a 2d ilustran la disposición típica descrita en la figura 1g con más detalle. En este caso, la disposición de la figura 1g se instala en un alojamiento 7 que tiene una entrada principal 8 y una salida principal 9 en la que entra y sale el agua o líquido contaminado. El elemento de filtración 1 está dispuesto de manera que el flujo de agua o líquido contaminado es desde el interior del elemento de filtración hacia el exterior del elemento de filtración. Sin embargo, la disposición inversa también podría ser cierta. El grupo de electrodos en este caso está dispuesto de manera que una vez que pasa a través del elemento de filtración 1, el flujo de agua o líquido contaminado encuentra primero un cátodo negativo 3, luego un ánodo positivo 2 y luego un cátodo negativo 3. Se resaltan las múltiples zonas de electrólisis 4 entre el ánodo positivo 2 y los cátodos negativos 3. Las conexiones eléctricas no se muestran y las dimensiones del dibujo se exageran para mayor claridad.Figures 2a to 2d illustrate the typical arrangement described in Figure 1g in more detail. In this case, the arrangement of figure 1g is installed in a housing 7 which has a main inlet 8 and a main outlet 9 where contaminated water or liquid enters and leaves. The filter element 1 is arranged so that the flow of contaminated water or liquid is from the inside of the filter element to the outside of the filter element. However, the reverse arrangement could also be true. The electrode group in this case is arranged so that once it passes through the filter element 1, the flow of water or contaminated liquid first encounters a negative cathode 3, then a positive anode 2, and then a negative cathode 3. Multiple electrolysis zones 4 between positive anode 2 and negative cathodes 3 are highlighted. Electrical connections are not shown and drawing dimensions are exaggerated for clarity.

Las figuras 2b y 2d muestran la dirección del flujo de agua o líquido contaminado con flechas no rellenas para ayudar a la comprensión. La figura 2d que es una sección transversal a través de la salida principal 9 en la figura 2b . Aunque no es necesario para ciertas aplicaciones, las figuras 2a a 2d utilizan un mecanismo de retrolavado automático 11 que se acciona por algún tipo de motor eléctrico, neumático o hidráulico 12. La dirección de la velocidad de flujo de retrolavado se muestra en las figuras 2b a 2c con flechas rellenas. Como se muestra, el flujo de retrolavado se evacua de forma segura a través de una salida de retrolavado 10.Figures 2b and 2d show the direction of flow of water or contaminated liquid with arrows not filled in to aid understanding. Figure 2d which is a cross section through the main outlet 9 in Figure 2b. Although not required for certain applications, Figures 2a through 2d use an automatic backwash mechanism 11 that is actuated by some type of electric, pneumatic, or hydraulic motor 12. The direction of backwash flow velocity is shown in Figures 2b. to 2c with filled arrows. As shown, the backwash flow is safely evacuated through a backwash outlet 10.

La disposición del elemento de filtración hueco 1 actúa para desviar el flujo de agua o líquido contaminado en una dirección generalmente perpendicular o radial hacia y a través de la superficie del elemento de filtración de cada elemento de filtración. Como el área de la superficie de elemento de filtración es preferiblemente mayor en área que el área de sección transversal total de las entradas o salidas del elemento de filtración al elemento de filtración hueco, la velocidad del agua o líquido se reduce significativamente en las proximidades de la superficie del elemento de filtración. Esto conduce a una serie de beneficios, que incluyen aquellos los descritos anteriormente. The arrangement of the hollow filter element 1 acts to divert the flow of water or contaminated liquid in a generally perpendicular or radial direction towards and across the filter element surface of each filter element. Since the surface area of the filter element is preferably greater in area than the total cross-sectional area of the filter element inlets or outlets to the hollow filter element, the velocity of water or liquid is significantly reduced in the vicinity of the filter element. the surface of the filter element. This leads to a number of benefits, including those described above.

Se debe tener en cuenta que las figuras 2a a 2d ilustran la invención instalada como un nuevo aparato de proceso que tiene un único elemento de filtración. Se pueden instalar fácilmente múltiples elementos de filtración en un alojamiento común que tiene una entrada principal y una salida principal comunes. Las figuras 2a a 2d también ilustran un elemento de filtración que tiene una sección transversal circular con el fin de optimizar y simplificar el diseño del mecanismo de retrolavado automático, sin embargo, se reconocerá a partir de la enseñanza de la presente invención que se pueden utilizar otras secciones transversales de filtración e incluso pueden ser planas.It should be noted that Figures 2a to 2d illustrate the invention installed as a new process apparatus having a single filter element. Multiple filter elements can easily be installed in a common housing having a common main inlet and main outlet. Figures 2a to 2d also illustrate a filter element having a circular cross section in order to optimize and simplify the design of the automatic backwash mechanism, however it will be recognized from the teaching of the present invention that other filtration cross sections and may even be flat.

La figura 2e ilustra la disposición particular descrita en la figura 1g con más detalle. En este caso, la disposición de la figura 1g se instala en un alojamiento 7 que tiene dos entradas principales 8 y una salida principal 9 en la que entra y sale el agua o líquido contaminado. El elemento de filtración 1 está dispuesto de manera que el flujo de agua contaminada es desde el interior del elemento de filtración hacia el exterior del elemento de filtración. Sin embargo, la disposición inversa también podría ser cierta. El grupo de electrodos en este caso está dispuesto de manera que una vez que pasa a través del elemento de filtración 1, el flujo de agua o líquido contaminado encuentra primero un cátodo negativo 3, luego un ánodo positivo 2 y luego un cátodo negativo 3. Se resaltan las múltiples zonas de electrólisis 4 entre el ánodo positivo 2 y los cátodos negativos 3. Las conexiones eléctricas no se muestran y las dimensiones del dibujo se exageran para mayor claridad.Figure 2e illustrates the particular arrangement described in Figure 1g in more detail. In this case, the arrangement of figure 1g is installed in a housing 7 that has two main inlets 8 and one main outlet 9 where the contaminated water or liquid enters and leaves. The filter element 1 is arranged so that the flow of polluted water is from the inside of the filter element to the outside of the filter element. However, the reverse arrangement could also be true. The electrode group in this case is arranged so that once it passes through the filter element 1, the flow of water or contaminated liquid first encounters a negative cathode 3, then a positive anode 2, and then a negative cathode 3. Multiple electrolysis zones 4 between positive anode 2 and negative cathodes 3 are highlighted. Electrical connections are not shown and drawing dimensions are exaggerated for clarity.

La figura 2f muestra la dirección del flujo de agua o líquido contaminado con flechas no rellenas para ayudar a la comprensión. En este ejemplo particular, no se usa un mecanismo de retrolavado automático y se pueden usar desmontaje y limpieza manual o el lavado de flujo inverso para limpiar el elemento de filtración.Figure 2f shows the direction of the flow of water or contaminated liquid with unfilled arrows to aid understanding. In this particular example, an automatic backwash mechanism is not used and either manual disassembly and cleaning or reverse flow flushing can be used to clean the filter element.

La disposición del elemento de filtración 1 actúa para desviar el flujo de agua o líquido contaminado en una dirección generalmente perpendicular o radial hacia y a través de la superficie del elemento de filtración del elemento de filtración. Como el área de la superficie de elemento de filtración es preferiblemente mayor en área que el área de sección transversal total de las entradas o salidas del elemento de filtración al elemento de filtración hueco, la velocidad del agua o líquido se reduce significativamente en las proximidades de la superficie del elemento de filtración. Esto conduce a los beneficios descritos anteriormente.The arrangement of the filter element 1 acts to divert the flow of contaminated water or liquid in a generally perpendicular or radial direction towards and across the filter element surface of the filter element. Since the surface area of the filter element is preferably greater in area than the total cross-sectional area of the filter element inlets or outlets to the hollow filter element, the velocity of water or liquid is significantly reduced in the vicinity of the filter element. the surface of the filter element. This leads to the benefits described above.

Se debe tener en cuenta que las figuras 2e a 2f ilustran la invención instalada como un nuevo aparato de proceso que tiene un único elemento de filtración. Se pueden instalar de manera ventajosa fácilmente múltiples elementos de filtración en un alojamiento común que tiene una entrada principal y una salida principal comunes. Las figuras 2e a 2f también ilustran un elemento de filtración que tiene una sección transversal circular con el fin de optimizar y simplificar el diseño del nuevo aparato de proceso. Se pueden utilizar otras secciones transversales de filtración e incluso pueden ser planas. It should be noted that Figures 2e to 2f illustrate the invention installed as a new process apparatus having a single filter element. Multiple filter elements can advantageously be easily installed in a common housing having a common main inlet and main outlet. Figures 2e to 2f also illustrate a filter element having a circular cross section in order to optimize and simplify the design of the new process apparatus. Other filter cross sections can be used and can even be flat.

La figura 3 proporciona un ejemplo de cómo el nuevo aparato de proceso 13 se puede configurar en un proceso de tratamiento para el tratamiento de líquidos o agua contaminada con velocidades de flujo muy altas o muy bajas.Figure 3 provides an example of how the new process apparatus 13 can be configured in a treatment process for treating liquids or contaminated water with very high or very low flow rates.

En este ejemplo, el nuevo aparato de proceso 13 se enlaza a un sistema de control tal como un PLC o PC 15. Esto permite que se controlen las secuencias de operación, los mensajes de estado y las alarmas. El proceso de tratamiento comprende un medio para aplicar un voltaje 14 a través del ánodo positivo y el cátodo negativo y el medio para suministrar una corriente continua (CC) al par o pares de electrodos o grupos de electrodos. Los medios para aplicar el voltaje y la corriente se pueden proporcionar mediante un rectificador convencional o algún otro método.In this example, the new process apparatus 13 is linked to a control system such as a PLC or PC 15. This allows sequences of operation, status messages, and alarms to be controlled. The treatment process comprises means for applying a voltage 14 across the positive anode and negative cathode and means for supplying a direct current (DC) to the pair or pairs of electrodes or groups of electrodes. The means for applying the voltage and current may be provided by a conventional rectifier or some other method.

El proceso de tratamiento puede incorporar preferiblemente un mecanismo para limpiar los electrodos del nuevo aparato de proceso. En particular, para limpiar el cátodo de depósitos catódicos no deseados que se encuentran típicamente en celdas electrolíticas de esta naturaleza. Esto se puede lograr mediante inversión de polaridad (PR) como se muestra mediante las conexiones duales ve y -ve en la figura 3 o mediante una unidad CIP dedicada 16.The treatment process may preferably incorporate a mechanism for cleaning the electrodes of the new process apparatus. In particular, to clean the cathode of unwanted cathode deposits typically found in electrolytic cells of this nature. This can be achieved by polarity reversal (PR) as shown by the dual ve and -ve connections in Figure 3 or by a dedicated CIP unit 16.

Se puede incorporar un dispositivo de medición química, por ejemplo, un dispositivo de medición de cloro o TRO 21, para monitorear continuamente cualquier concentración química residual u otras variables que sigan al aparato de proceso novedoso y se pueden realizar ajustes automáticamente al voltaje y corriente eléctricos aplicados, dependiendo de las condiciones locales de agua o líquido contaminados.A chemical measurement device, for example a chlorine measurement device or TRO 21, can be incorporated to continuously monitor any residual chemical concentration or other variables following the novel process apparatus and adjustments can be made automatically to electrical voltage and current applied, depending on local contaminated water or liquid conditions.

También se pueden medir la presión, la velocidad de flujo, la temperatura, el pH y la conductividad y otras variables del agua o líquido contaminado en varias ubicaciones 20 y el sistema de control puede actuar automáticamente para cambiar entre diferentes pares o conjuntos de electrodos, por ejemplo, ánodos d Sa o BDD cuando sea necesario, como se describió anteriormente, o ajustar el voltaje y la corriente como sea necesario. U ocasionalmente, puede ser deseable ajustar la conductividad o el pH u otras propiedades del agua o líquido contaminado con aditivos o unidad neutralizadora 19 antes de que entre en el nuevo aparato de proceso.Pressure, flow rate, temperature, pH and conductivity and other variables of contaminated water or liquid can also be measured at various locations 20 and the control system can automatically actuate to switch between different pairs or sets of electrodes, for example, d S a or BDD anodes when necessary, as described above, or adjust the voltage and current as necessary. Or occasionally, it may be desirable to adjust the conductivity or pH or other properties of the water or liquid contaminated with additives or neutralizer unit 19 before it enters the new process apparatus.

Se pueden añadir componentes adicionales 22 al proceso de tratamiento para acondicionar, eliminar o mejorar el proceso de tratamiento, tal como la adición de un sistema de eliminación de hidrógeno (o la eliminación de otras sustancias) o la adición de una bomba de vacío 17 al proceso de filtración de retrolavado que incrementa efectivamente el diferencial de presión utilizado en el proceso de retrolavado automático y, por lo tanto, su capacidad de limpieza. Como se mencionó anteriormente, si el flujo de retrolavado contiene productos químicos residuales no deseados, se puede incluir un componente de neutralización apropiado 18 para neutralizar el flujo de retrolavado bajo demanda antes de su eliminación. Additional components 22 can be added to the treatment process to condition, remove, or improve the treatment process, such as the addition of a hydrogen removal system (or removal of other substances) or the addition of a vacuum pump 17 to the treatment process. backwash filtration process that effectively increases the pressure differential used in the automatic backwash process and therefore its cleaning ability. As mentioned above, if the backwash stream contains unwanted residual chemicals, an appropriate neutralization component 18 can be included to neutralize the backwash stream on demand prior to disposal.

Se reconocerá con el beneficio de la enseñanza de la presente solicitud que las características de cualquiera de los aspectos de las invenciones descritas en la presente se pueden usar convenientemente en cualquier combinación adecuada. Las combinaciones de reivindicaciones expuestas más adelante, sin embargo, limitan el alcance de la invención.It will be recognized for the benefit of the teaching of the present application that features of any of the aspects of the inventions described herein may be conveniently used in any suitable combination. The combinations of claims set forth below, however, limit the scope of the invention.

Además, el aparato se puede adaptar de tal manera que la dimensión circunferencial de los espaciadores eléctricamente aislantes descritos anteriormente se pueda ajustar manual o automáticamente, tanto de manera uniforme como no uniforme. Al incrementar/reducir la dimensión de los espaciadores aislantes eléctricamente respectivos, es posible incrementar/reducir la velocidad del agua o líquido y, por lo tanto, la turbulencia en las rutas de flujo radial discretas. La turbulencia mejora sorprendentemente el rendimiento del aparato dentro de las zonas de electrolisis al incrementar la transferencia de masa y las reacciones químicas.In addition, the apparatus can be adapted such that the circumferential dimension of the electrically insulating spacers described above can be manually or automatically adjusted, both uniformly and non-uniformly. By increasing/reducing the dimension of the respective electrically insulating spacers, it is possible to increase/reduce the velocity of the water or liquid and therefore the turbulence in the discrete radial flow paths. Turbulence surprisingly improves the performance of the apparatus within electrolysis zones by increasing mass transfer and chemical reactions.

En tanto que la invención se ha descrito con referencia a realizaciones de ejemplo de la misma, se debe entender que la invención no se limita a las realizaciones o construcciones de ejemplo: por el contrario, el alcance de la invención se define por las reivindicaciones. While the invention has been described with reference to example embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the example embodiments or constructions: rather, the scope of the invention is defined by the claims.

Claims (26)

REIVINDICACIONES 1. Aparato de proceso para tratamiento de agua o líquido contaminado, el aparato de proceso que comprende:1. Process apparatus for the treatment of contaminated water or liquid, the process apparatus that includes: al menos un elemento de filtro (1), el elemento de filtro (1) que es un miembro semipermeable hueco alargado dispuesto para eliminar organismos, contaminantes orgánicos o no orgánicos de un líquido o agua contaminada por encima de una especificación de tamaño de filtración definida cuando se usa;at least one filter element (1), the filter element (1) being an elongated hollow semi-permeable member arranged to remove organisms, organic or non-organic contaminants from a liquid or contaminated water above a defined filtration size specification when is it used; al menos un ánodo (2); yat least one anode (2); and al menos un cátodo (3);at least one cathode (3); donde el por lo menos un ánodo (2) y el por lo menos un cátodo (3) son semipermeables de modo que el líquido pueda pasar a través de los mismos;where the at least one anode (2) and the at least one cathode (3) are semi-permeable so that the liquid can pass through them; donde el ánodo (2) y el cátodo (3) están dispuestos de manera radial y concéntrica con respecto al elemento de filtro (1); donde el aparato de proceso comprende además un suministro eléctrico dispuesto en uso para generar una diferencia de potencial y una corriente eléctrica entre el por lo menos un ánodo (2) y un cátodo adyacente (3) para activarlos; y donde al menos un ánodo (2) y un cátodo (3) son alargados y cada uno está dispuesto circunferencial y radialmente alrededor del elemento de filtro (1) de tal manera que, en uso, el líquido fluye hacia el aparato de proceso a través de uno o ambos extremos del elemento de filtro (1) y radialmente hacia afuera a través de una pared del elemento de filtro (1).where the anode (2) and the cathode (3) are arranged radially and concentrically with respect to the filter element (1); where the processing apparatus further comprises an electrical supply arranged in use to generate a potential difference and an electrical current between the at least one anode (2) and an adjacent cathode (3) to activate them; and where at least one anode (2) and one cathode (3) are elongated and each is arranged circumferentially and radially around the filter element (1) such that, in use, liquid flows into the process apparatus at through one or both ends of the filter element (1) and radially outward through a wall of the filter element (1). 2. Aparato de proceso de acuerdo con la reivindicación 1, donde los ánodos adyacentes (2) y los cátodos (2) se alternan entre el cátodo (3) y un ánodo (2) para definir una zona de electrólisis entre ellos.Process apparatus according to claim 1, wherein adjacent anodes (2) and cathodes (2) alternate between the cathode (3) and an anode (2) to define an electrolysis zone between them. 3. Aparato de proceso de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, donde la secuencia de ánodo (2) y cátodo (3) cuando se ve radialmente hacia afuera del elemento de filtro (1) se selecciona de los siguientes:Process apparatus according to claim 1 or claim 2, wherein the sequence of anode (2) and cathode (3) when viewed radially outward from the filter element (1) is selected from the following: (1) Cátodo (3), Ánodo (2);(1) Cathode (3), Anode (2); (ii) Ánodo (2), Cátodo (3);(ii) Anode (2), Cathode (3); (iii) Ánodo (2), Cátodo (3), Ánodo (2);(iii) Anode (2), Cathode (3), Anode (2); (iv) Cátodo (3), Ánodo (2), Cátodo (3);(iv) Cathode (3), Anode (2), Cathode (3); (v) Ánodo (2), Cátodo (3), Ánodo (2), Cátodo (3);(v) Anode (2), Cathode (3), Anode (2), Cathode (3); (vi) Cátodo (3), Ánodo (2), Cátodo (3), Ánodo (2);(vi) Cathode (3), Anode (2), Cathode (3), Anode (2); (vii) Cátodo (3), Ánodo (2), Cátodo (3), Ánodo (2), Cátodo (3); o(vii) Cathode (3), Anode (2), Cathode (3), Anode (2), Cathode (3); either (viii) Ánodo (2), Cátodo (3), Ánodo (2), Cátodo (3), Ánodo (2).(viii) Anode (2), Cathode (3), Anode (2), Cathode (3), Anode (2). 4. Aparato de proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde el elemento de filtro (1) es un elemento de filtro de agua o de agua de mar.Process apparatus according to any of claims 1 to 3, wherein the filter element (1) is a water or seawater filter element. 5. Aparato de proceso de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, donde el ánodo (2) y/o cátodo (3) se extienden alrededor de sustancialmente toda la circunferencia de un ánodo (2) o cátodo (3) adyacente.Process apparatus according to any preceding claim, wherein the anode (2) and/or cathode (3) extend around substantially the entire circumference of an adjacent anode (2) or cathode (3). 6. Aparato de proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, donde circunferencialmente el ánodo/cátodo (2/3) se dividen en secciones discretas por medio de espaciadores de aislamiento eléctrico (5); y ánodos adyacentes (2) y cátodos (3) se extienden entre espaciadores de aislamiento eléctrico adyacentes (5).Process apparatus according to any of claims 1 to 5, wherein circumferentially the anode/cathode (2/3) are divided into discrete sections by means of electrically insulating spacers (5); and adjacent anodes (2) and cathodes (3) extend between adjacent electrical insulating spacers (5). 7. Aparato de proceso de acuerdo con la reivindicación 6, donde se proporcionan espaciadores de aislamiento eléctrico (5) que dividen el aparato en 2 o más rutas de flujo radial discretas.Process apparatus according to claim 6, wherein electrical isolating spacers (5) are provided dividing the apparatus into 2 or more discrete radial flow paths. 8. Aparato de proceso de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, donde uno o ambos extremos del elemento de filtro (1) está/están abiertos y dispuestos en uso para permitir que el líquido fluya a través de ellos.Process apparatus according to any preceding claim, wherein one or both ends of the filter element (1) is/are open and arranged in use to allow liquid to flow therethrough. 9. Aparato de proceso de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, donde la separación de los ánodos adyacentes (2) y los cátodos (3) es de entre 0,1 y 20 mm.9. Process apparatus according to any preceding claim, wherein the spacing of adjacent anodes (2) and cathodes (3) is between 0.1 and 20 mm. 10. Aparato de proceso de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, que comprende pares de ánodos adyacentes (2) y cátodo (3) que definen pares o grupos de electrodos; y donde los pares o grupos de electrodos se pueden activar eléctricamente de manera independiente y selectiva.Process apparatus according to any preceding claim, comprising pairs of adjacent anodes (2) and cathode (3) defining pairs or groups of electrodes; and where the pairs or groups of electrodes can be independently and selectively electrically activated. 11. Aparato de proceso de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, donde la polaridad de un suministro eléctrico al por lo menos un ánodo (2) y cátodo (3) es reversible para causar una diferencia de potencial opuesta y una corriente eléctrica entre un ánodo (2) y un cátodo (3) respectivos.11. Process apparatus according to any preceding claim, wherein the polarity of an electrical supply to at least one anode (2) and cathode (3) is reversible to cause an opposite potential difference and an electrical current between an anode ( 2) and a respective cathode (3). 12. Aparato de proceso de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, donde el por lo menos un ánodo (2) se forma por un sustrato conductor y un revestimiento externo.Process apparatus according to any preceding claim, wherein the at least one anode (2) is formed by a conductive substrate and an external coating. 13. Aparato de proceso de acuerdo con la reivindicación 12, donde el ánodo (2) es un ánodo (2) dimensionalmente estable formado por un sustrato revestido con metales preciosos seleccionados de platino, oro, plata o una solución mixta de óxido de metal. Process apparatus according to claim 12, wherein the anode (2) is a dimensionally stable anode (2) formed by a substrate coated with precious metals selected from platinum, gold, silver or a mixed metal oxide solution. 14. Aparato de proceso de acuerdo con la reivindicación 12, donde el ánodo (2) es un ánodo de diamante dopado con boro formado a partir de un sustrato revestido con diamante dopado con boro.Process apparatus according to claim 12, wherein the anode (2) is a boron-doped diamond anode formed from a boron-doped diamond-coated substrate. 15. Aparato de proceso de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, donde el por lo menos un cátodo (3) está formado por un sustrato conductor y opcionalmente un revestimiento externo.Process apparatus according to any preceding claim, wherein the at least one cathode (3) is formed by a conductive substrate and optionally an external coating. 16. Aparato de proceso según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 15, donde el sustrato de ánodo y/o material de revestimiento para un par o grupo de electrodos son los mismos o diferentes al sustrato de ánodo y/o material de revestimiento de otro par o grupo de electrodos.Process apparatus according to any of claims 10 to 15, wherein the anode substrate and/or cladding material for one pair or group of electrodes are the same or different from the anode substrate and/or cladding material for another pair. or group of electrodes. 17. Aparato de proceso de acuerdo con la reivindicación 15, donde el sustrato de cátodo y/o material de revestimiento para un par o grupo de electrodos son los mismos o diferentes al sustrato de cátodo y/o material de revestimiento de otro par o grupo de electrodos.Process apparatus according to claim 15, wherein the cathode substrate and/or coating material for one pair or group of electrodes are the same or different from the cathode substrate and/or coating material for another pair or group. of electrodes. 18. Aparato de proceso de acuerdo con la reivindicación 12 cuando depende de cualquiera de las reivindicaciones 10 a 11, donde el sustrato de ánodo y/o material de revestimiento para un electrodo son los mismos o diferentes al sustrato de cátodo y/o material de revestimiento de otro par o grupo de electrodos.Process apparatus according to claim 12 when dependent on any of claims 10 to 11, wherein the anode substrate and/or coating material for an electrode are the same or different from the cathode substrate and/or coating material. coating of another pair or group of electrodes. 19. Aparato de proceso de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, el aparato comprende un controlador dispuesto para controlar la activación eléctrica del por lo menos un ánodo (2) y cátodo (3); y al menos un detector dispuesto para medir una propiedad de un líquido que fluye a través del aparato, donde el controlador está adaptado para controlar de forma independiente los ánodos (2) y los cátodos (3) en respuesta a una señal recibida de dicho detector.Process apparatus according to any preceding claim, the apparatus comprises a controller arranged to control electrical activation of the at least one anode (2) and cathode (3); and at least one detector arranged to measure a property of a liquid flowing through the apparatus, wherein the controller is adapted to independently control the anodes (2) and cathodes (3) in response to a signal received from said detector. . 20. Aparato de proceso de acuerdo con la reivindicación 19, donde el detector se adapta para detectar la conductividad del líquido.Process apparatus according to claim 19, wherein the detector is adapted to detect the conductivity of the liquid. 21. Aparato de proceso de acuerdo con la reivindicación 19 o 20, donde el detector está adaptado para detectar concentraciones residuales de productos químicos seleccionados de oxidantes en el agua o líquido que incluyen como flúor, radicales libres de hidroxilo, formas de oxígeno, ozono, peróxido de hidrógeno, hipoclorito, cloro y oxidantes residuales totales.21. Process apparatus according to claim 19 or 20, wherein the detector is adapted to detect residual concentrations of selected oxidant chemicals in the water or liquid including such as fluorine, hydroxyl free radicals, forms of oxygen, ozone, hydrogen peroxide, hypochlorite, chlorine and total residual oxidants. 22. Aparato de proceso de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, que comprende una pluralidad de elementos de filtro (1) y una pluralidad de pares de cátodo (3) y ánodo (2) asociados con los mismos.Process apparatus according to any preceding claim, comprising a plurality of filter elements (1) and a plurality of cathode (3) and anode (2) pairs associated therewith. 23. Aparato de proceso de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, que comprende un único elemento de filtro (1) y ánodos asociados (2) y cátodos (3) y que comprende además un alojamiento (7) que tiene una entrada (8) y una salida (9) y adaptado para comunicar líquido desde dicha entrada (8) a través del elemento de filtro (1), a través de o próximo a los ánodos (2) y cátodos (3), y a dicha salida (9).Process apparatus according to any preceding claim, comprising a single filter element (1) and associated anodes (2) and cathodes (3) and further comprising a housing (7) having an inlet (8) and an outlet (9) and adapted to communicate liquid from said inlet (8) through the filter element (1), through or proximate the anodes (2) and cathodes (3), and to said outlet (9). 24. Aparato de proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22, que comprende una pluralidad de elementos de filtro (1) y ánodos asociados (2) y cátodo (3) y que comprende además un alojamiento (7) que tiene una entrada (8) y una salida (9) y adaptada para comunicar líquido desde la entrada (7) a través de la pluralidad de elementos de filtro (1), a través de o cerca de ánodos (2) y cátodos (3), a la salida (9).Process apparatus according to any of claims 1 to 22, comprising a plurality of filter elements (1) and associated anodes (2) and cathode (3) and further comprising a housing (7) having a inlet (8) and an outlet (9) and adapted to communicate liquid from the inlet (7) through the plurality of filter elements (1), through or near anodes (2) and cathodes (3), at the exit (9). 25. El aparato de proceso de acuerdo con la reivindicación 6 o 7, donde la dimensión circunferencial de los espaciadores eléctricamente aislantes (5) se puede incrementar/reducir de manera manual o automática para incrementar/reducir la velocidad de líquido y/o la turbulencia en las rutas de flujo radial discretas.The process apparatus according to claim 6 or 7, wherein the circumferential dimension of the electrically insulating spacers (5) can be manually or automatically increased/decreased to increase/decrease liquid velocity and/or turbulence in discrete radial flow paths. 26. Un método de procesamiento de un líquido al provocar que un líquido pase a través de un aparato de acuerdo con cualquier reivindicación anterior. A method of processing a liquid by causing a liquid to pass through an apparatus according to any preceding claim.
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